CN115163107A - 截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制***，方法通过确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航***，检测掘进机的自身位姿信息；基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系；基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作，由于惯性导航确定掘进机自身位姿信息的过程不受灰尘环境的影响，并且通过坐标转换的方式，能够更加精准地控制截割臂实现自动截割控制，有效地提高掘进机的截割工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及作业机械控制技术领域，尤其涉及一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制***。
背景技术
煤炭开采主要以地下开采为主，目前煤矿开采的深度和难度越来越大，巷道掘进的长度越来越长，综合机械化巷道掘进占比很大，掘进机工作面的环境恶劣，空间狭窄，人员密度大，设备复杂，人员密集作业危险系数高，因此实现掘进机的自动控制成为了煤矿发展的重要方向。目前，掘进机截割过程的自动控制主要基于激光扫描仪实现远程自动控制。
但是，在巷道井下环境灰尘比较大，对激光测距扫描仪的测量精度影响比较大，影响掘进机的截割工作效率。
发明内容
本发明提供一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制***，用以解决现有技术中截割工作效率低的缺陷，实现通过惯性导航确定掘进机自身位姿信息，然后通过坐标转换的方式，控制截割臂进行自动截割操作，有效地提高了截割工作效率。
本发明提供一种截割臂控制方法，包括：
确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；
利用惯性导航***，检测所述掘进机的自身位姿信息；
基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；
检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；
基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；
根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
根据本发明提供的一种截割臂控制方法，所述确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式之前，还包括：
确定巷道的形态结构；
基于所述形态结构，构建巷道坐标系。
根据本发明提供的一种截割臂控制方法，所述控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作，包括：
基于所述形态结构，确定所述截割臂的截割路径；
根据所述截割路径，控制所述截割臂执行截割操作。
根据本发明提供的一种截割臂控制方法，所述控制所述截割臂执行截割操作，包括：
检测所述截割臂执行截割操作时的截割电机电流和截割电机振动频率；
根据所述截割电机电流和截割电机振动频率，确定截割面的硬度；
基于所述截割面的硬度，调节所述截割电机的工作参数执行截割操作。
根据本发明提供的一种截割臂控制方法，所述检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系，包括：
检测截割臂在工作过程中的回转参数、升降参数和伸缩参数；
根据所述回转参数、升降参数和伸缩参数，确定所述截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系。
根据本发明提供的一种截割臂控制方法，还包括：
监测所述掘进机的各个油缸数据和截割断面的二维画面；
根据所述油缸数据和所述截割断面的二维画面，确定所述掘进的工作状态；
当所述工作状态表示截割异常时，控制所述掘进机停止工作，并发出故障报警提示。
本发明还提供一种截割臂控制装置，包括：
第一确定模块，用于确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；
第一检测模块，用于利用惯性导航***，检测所述掘进机的自身位姿信息；
转换模块，用于基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；
第二检测模块，用于检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；
第二确定模块，用于基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；
控制模块，用于根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
本发明还提供一种掘进机，所述掘进机用于执行如上述任一项所述的截割臂控制方法或上述所述的截割臂控制装置。
本发明还提供一种掘进机控制***，包括：掘进机和远程控制终端；
所述掘进机与所述远程控制终端无线通信连接，所述远程控制终端用于控制所述掘进机执行如上述任一项所述的截割臂控制方法。
根据本发明提供的一种掘进机控制***，所述远程控制终端包括：井上操作台、井下操作台和无线遥控器中的至少一种。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述截割臂控制方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述截割臂控制方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述截割臂控制方法。
本发明提供的一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制***，方法通过确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航***，检测掘进机的自身位姿信息；基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系；基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作，由于惯性导航确定掘进机自身位姿信息的过程不受灰尘环境的影响，并且通过坐标转换的方式，能够更加精准的确定出截割臂相对于巷道坐标系的第三位姿关系，能够更加精准地控制截割臂实现自动截割控制，有效地提高掘进机的截割工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的截割臂控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的截割臂控制装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的远程控制终端的原理示意图；
图4是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图4描述本发明的一种截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制***。
图1是本发明实施例提供的截割臂控制方法的流程示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的一种截割臂控制方法，执行主体可以是车载控制器，也可以是远程控制终端，主要包括以下步骤：
101、确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式。
在一个具体的实现过程中，通过激光传感器、激光标靶和智能摄像头等测量计算出掘进机在巷道中的相对位置关系，指的是掘进机位于巷道中的具***置。由于，在巷道中提前构建得到了巷道坐标系，因此，位于巷道中的掘进机的坐标便也是固定的，然后便可以确定出掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式。
其中，掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式主要用于表征两者的位置关系。可以通过该关系式得到掘进机上的任一机械结构相对于巷道坐标系的位置关系。也可理解为该关系式用于实现由掘进机到巷道坐标系的转换表达关系，指可通过该表达式实现将掘进机的相关参数转换到巷道坐标系中。
102、利用惯性导航***，检测掘进机的自身位姿信息。
惯性导航***，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航***。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下、巷道等。惯性导航***的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
因此，便可以利用惯性导航***，实时的检测出掘进机的自身位姿信息，可以选择将惯性导航***安装于掘进机上，从而便可以快速且准确地实现对掘进机自身位姿信息的检测。
103、基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系。
当确定得出掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式，精准的检测出掘进机自身位姿信息之后，便可以利用掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式，转换掘进机的自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿信息。
将掘进机的自身位姿信息进行转换，转换为掘进机相对于巷道坐标系下的第一相对位姿关系，能够提高数据获取的准确度。同时，也有助于根据第一相对位姿关系，准确地控制掘进机的工作。
104、检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系。
掘进机截割臂是掘进机的执行部件，依靠截割臂实现截割操作。因此，为了实现对截割臂的有效控制，需要检测出截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系，也就是获取截割臂相对于掘进机的相对位置关系。只有准确地确定出截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系之后，才能够更好地通过掘进机实现对截割臂的精准控制。
105、基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系。
第一相对位姿关系为掘进机相对于巷道坐标系的位姿关系，第二位姿关系为截割臂相对于掘进机的位姿关系，掘进机作为巷道坐标系与截割臂的中间者，因此，便可以通过掘进机的中间关系，实现截割臂到巷道坐标系的转换，从而将截割臂的位姿关系转换到巷道坐标系下，得到截割臂在巷道坐标系下的第三相对位姿关系。
106、根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作。
通过掘进机作为中间者，利用坐标相互转换，便得到了截割臂在巷道坐标系下的第三相对位姿关系。从而便可以根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道内进行自适应截割，以完成精准地截割操作。由于已知截割臂在巷道坐标系中的第三相对位姿关系，于是便能够根据第三相对位姿关系，自动确定出对应的截割工作参数，实现自动截割控制，既能够准确地完成对应位置的截割，也能保证截割工作效率。
本实施例提供的一种截割臂控制方法，通过确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航***，检测掘进机的自身位姿信息；基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系；基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作，由于惯性导航确定掘进机自身位姿信息的过程不受灰尘环境的影响，并且通过坐标转换的方式，能够更加精准的确定出截割臂相对于巷道坐标系的第三位姿关系，能够更加精准地控制截割臂实现自动截割控制，有效地提高掘进机的截割工作效率。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式之前，还可以包括：确定巷道的形态结构；基于形态结构，构建巷道坐标系。
确定巷道的形态结构，包括形状轮廓、深度等等参数，然后基于巷道的形状轮廓、深度等参数，以某一位置点为坐标原点构建巷道坐标系，其中关于坐标原点的选取可根据实际情况进行确定。无论是坐标原点位于哪个位置，均能够确定出掘进机在巷道坐标系中的第一相对位姿关系，同时也能够确定出截割臂在巷道坐标系中的第三位姿关系。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作，可以包括：基于形态结构，确定截割臂的截割路径；根据截割路径，控制截割臂执行截割操作。
而控制截割臂执行截割操作，包括：检测截割臂执行截割操作时的截割电机电流和截割电机振动频率；根据截割电机电流和截割电机振动频率，确定截割面的硬度；基于截割面的硬度，调节截割电机的工作参数执行截割操作。
具体的，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作的流程是首先基于巷道的形态结构，确定出截割臂的截割路径，按照截割路径控制截割臂执行截割操作，截割臂在执行截割操作时，对于不同的截割面截割进度可能会有所差异，因此，需要实时地了解到当前截割臂进行截割工作时的截割面硬度。然后针对不同的截割面硬度，调整截割臂工作时的工作频率等等参数，以针对不同的硬度进行自适应切割。
其中，确定当前截割面硬度的方式可以是采集截割电机电流和截割电机振动频率，当截割电机电流和截割电机振动频率大于预设值时，表明此时的截割面硬度增加。而关于截割面硬度与截割电机电流和截割电机振动频率可以有对应的关联关系，即随着截割电机电流的增大和截割电机振动频率的增大，表明截割面的硬度有所增大。具体的截割电机电流、截割电机振动频率与截割面硬度的对应关系，可以根据实际情况进行确定。
通过检测截割面的不同硬度，可以调节截割臂工作时的截割电机的工作参数，以保证能够适应不同的截割面硬度而实现快速的截割操作。使得掘进机自动截割过程中能够根据巷道断面的硬度执行自适应截割操作，还可以根据每个巷道断面模型设置相应的截割工艺，使掘进机适应各种类型的工况，从而提高工作效率。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系，包括：检测截割臂在工作过程中的回转参数、升降参数和伸缩参数；根据回转参数、升降参数和伸缩参数，确定截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系。
具体的，截割臂上设置有各种不同的传感器，能够实时地检测出截割臂的回转参数、升降参数和伸缩参数等，然后便可以根据实时监测得到的回转参数、升降参数和伸缩参数，确定出截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系。即通过实时的检测截割臂的位置与掘进机的两者之间的相对位置，更加精准地确定出截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的截割臂控制方法，还包括：监测掘进机的各个油缸数据和截割断面的二维画面；根据油缸数据和截割断面的二维画面，确定掘进的工作状态；当工作状态表示截割异常时，控制掘进机停止工作，并发出故障报警提示。
具体的，可通过传感器实时监测掘进机的各个油缸的数据，可以通过摄像头采集截割断面的二维画面，然后还可以通过人机交互界面实时的对二维画面进行展示，使得可以实时地远程了解到当前的截割工况，更有助于截割工作的进行。且还可以根据各个油缸的数据结合二维画面，确定当前的工作状态，是否发生了截割过度或截割不到位问题的发生，若是综合二维画面和各个油缸的数据确定出当前为截割异常，则控制掘进机停止工作，并发出故障报警提示。
其中，在确定出当前工作状态异常时，操作员可以远程人工介入进行控制，控制方式可以是通过井上操作台的控制终端，可以是井下操作台的控制终端，也可以是遥控器控制终端等，而控制方式则可以是通过文字或语音等方式进行控制。即掘进机的控制可以实现自动与手动的相互切换，也可以是两者协同工作，其主要目的便是实现远程对掘进机的控制，保证掘进机的工作效率。有效地实现截割断面的无人化和智能化控制，降低工作人员危险，提高掘进机的截割工作效率。
基于同一总的发明构思，本发明还保护一种截割臂控制装置，下面对本发明提供的截割臂控制装置进行描述，下文描述的截割臂控制装置与上文描述的截割臂控制方法可相互对应参照。
图2是本发明实施例提供的截割臂控制装置的结构示意图。
如图2所示，本发明实施例提供的一种截割臂控制装置，包括：
第一确定模块201，用于确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；
第一检测模块202，用于利用惯性导航***，检测掘进机的自身位姿信息；
转换模块203，用于基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系；
第二检测模块204，用于检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系；
第二确定模块205，用于基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系；
控制模块206，用于根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作。
本实施例提供的一种截割臂控制装置，通过确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航***，检测掘进机的自身位姿信息；基于关系式，转换自身位姿信息为掘进机相对于巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于掘进机的第二相对位姿关系；基于第一相对位姿关系和第二相对位姿关系，确定截割臂相对于巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据第三相对位姿关系，控制截割臂在巷道坐标系下执行截割操作，由于惯性导航确定掘进机自身位姿信息的过程不受灰尘环境的影响，并且通过坐标转换的方式，能够更加精准的确定出截割臂相对于巷道坐标系的第三位姿关系，能够更加精准地控制截割臂实现自动截割控制，有效地提高掘进机的截割工作效率。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中还包括构建模块，用于：
确定巷道的形态结构；
基于所述形态结构，构建巷道坐标系。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的控制模块206，具体用于：
基于所述形态结构，确定所述截割臂的截割路径；
根据所述截割路径，控制所述截割臂执行截割操作。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的控制模块206，具体还用于：
检测所述截割臂执行截割操作时的截割电机电流和截割电机振动频率；
根据所述截割电机电流和截割电机振动频率，确定截割面的硬度；
基于所述截割面的硬度，调节所述截割电机的工作参数执行截割操作。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中的第二检测模块204，具体用于：
检测截割臂在工作过程中的回转参数、升降参数和伸缩参数；
根据所述回转参数、升降参数和伸缩参数，确定所述截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中还包括：报警模块，用于：
监测所述掘进机的各个油缸数据和截割断面的二维画面；
根据所述油缸数据和所述截割断面的二维画面，确定所述掘进的工作状态；
当所述工作状态表示截割异常时，控制所述掘进机停止工作，并发出故障报警提示。
基于同一总的发明构思，本发明还保护一种掘进机，掘进机用于执行如上述任一实施例的截割臂控制方法或上述任一实施例的截割臂控制装置。
基于同一总的发明构思，本发明还保护一种掘进机控制***，如包括：掘进机和远程控制终端；
掘进机与远程控制终端无线通信连接，远程控制终端用于控制掘进机执行如上述任一实施例的截割臂控制方法。其中，远程控制终端包括：井上操作台、井下操作台和无线遥控器中的至少一种。
图3是本发明实施例提供的远程控制终端的原理示意图。如图3所示，远程控制终端可以包括井上操作台、井下操作台和无线遥控器等，例如，井上操作台与井上环网交换机通过光纤通讯连接，井上环网交换机通过光纤通讯与井下环网交换机相连，井下环网交换机还通过光纤通讯与井下远程操作台相连，井下远程操作台通过光纤通讯与巷道wifi控制分站相连，巷道wifi控制分站通过无线通讯与机身wifi控制分站相连。远程无线控制器还与井下操作台相连，井下操作台还通过网线与智能控制电脑相连。监控摄像头通过网线连接与机身wifi控制分站通信，机身wifi控制分站还通过CAN通信与智能控制箱相连。
控制过程包括若是通过井上操作台对掘进机进行控制则是，操作员通过井上操作台发出控制指令，控制指令可以是单独的操作步骤指令，也可以是一键启动指令等，发送指令的方式可以是按键，可以是文字，也可以是语音等。然后控制指令经井上环网交换机传递至井下环网交换机，然后再经过井下远程操作台发送至巷道wifi分站，然后巷道wifi分站再通过机身wifi控制分站将控制指令发送至智能控制箱，从而实现对通过井上操作台实现对掘进机的远程自动控制。控制过程若是通过无线遥控器发送控制指令，则控制过程与井上操作台相似，将控制指令发送至井下远程操作台之后，执行与井上操作台相同的控制逻辑。
控制过程若是通过井下远程操作台发出的控制指令，控制指令同样可以是单独的操作步骤指令，也可以是一键启动指令等，发送指令的方式可以是按键，可以是文字，也可以是语音等则控制指令便可以直接通过巷道wifi分站将控制指令传递至机身wifi分站，然后机身wifi分站再将控制指令发送至智能控制箱，以完成通过井下远程控制台对掘进机的远程自动控制。
其中，监控摄像头的作用则是实时检测环境信息等内容，并实时的将当前检测到的环境信息等内容发送至井下远程操作台，再进一步的发送至智能控制电脑或者是井上操作台等，以实现实时的了解到当前环境信息，截割断面工况等等。
图4是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行截割臂控制方法，该方法包括：确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航***，检测所述掘进机的自身位姿信息；基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的截割臂控制方法，该方法包括：确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航***，检测所述掘进机的自身位姿信息；基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的截割臂控制方法，该方法包括：确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；利用惯性导航***，检测所述掘进机的自身位姿信息；基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种截割臂控制方法，其特征在于，包括：
确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；
利用惯性导航***，检测所述掘进机的自身位姿信息；
基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；
检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；
基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；
根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
2.根据权利要求1所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式之前，还包括：
确定巷道的形态结构；
基于所述形态结构，构建巷道坐标系。
3.根据权利要求2所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作，包括：
基于所述形态结构，确定所述截割臂的截割路径；
根据所述截割路径，控制所述截割臂执行截割操作。
4.根据权利要求3所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述控制所述截割臂执行截割操作，包括：
检测所述截割臂执行截割操作时的截割电机电流和截割电机振动频率；
根据所述截割电机电流和截割电机振动频率，确定截割面的硬度；
基于所述截割面的硬度，调节所述截割电机的工作参数执行截割操作。
5.根据权利要求1-4任一项所述的截割臂控制方法，其特征在于，所述检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系，包括：
检测截割臂在工作过程中的回转参数、升降参数和伸缩参数；
根据所述回转参数、升降参数和伸缩参数，确定所述截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系。
6.根据权利要求1-4任一项所述的截割臂控制方法，其特征在于，还包括：
监测所述掘进机的各个油缸数据和截割断面的二维画面；
根据所述油缸数据和所述截割断面的二维画面，确定所述掘进的工作状态；
当所述工作状态表示截割异常时，控制所述掘进机停止工作，并发出故障报警提示。
7.一种截割臂控制装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定掘进机坐标相对于巷道坐标系的关系式；
第一检测模块，用于利用惯性导航***，检测所述掘进机的自身位姿信息；
转换模块，用于基于所述关系式，转换所述自身位姿信息为所述掘进机相对于所述巷道坐标系的第一相对位姿关系；
第二检测模块，用于检测截割臂相对于所述掘进机的第二相对位姿关系；
第二确定模块，用于基于所述第一相对位姿关系和所述第二相对位姿关系，确定所述截割臂相对于所述巷道坐标系的第三相对位姿关系；
控制模块，用于根据所述第三相对位姿关系，控制所述截割臂在所述巷道坐标系下执行截割操作。
8.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机用于执行如权利要求1-6任一项所述的截割臂控制方法或包括权利要求7所述的截割臂控制装置。
9.一种掘进机控制***，其特征在于，包括：掘进机和远程控制终端；
所述掘进机与所述远程控制终端无线通信连接，所述远程控制终端用于控制所述掘进机执行如权利要求1-6任一项所述的截割臂控制方法。
10.根据权利要求9所述的掘进机控制***，其特征在于，所述远程控制终端包括：井上操作台、井下操作台和无线遥控器中的至少一种。
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