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摘要
针对煤矿综采工作面设备数量多、位置关系复杂,设备间碰撞检测手段匮乏,预警困难等问题,结合虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)、多传感器信息融合技术和包围盒碰撞检测技术,以虚拟环境开发平台为基础,提出一种综采工作面设备远程控制过程中综采工作面的虚拟射线与包围盒相结合的方法,实现了综采工作面设备间碰撞检测和预警监测,详细介绍了基于虚拟现实技术的综采设备碰撞检测和预警监测系统组成与实现方法,以滚筒和护帮板之间的位姿关系为例,对虚拟射线碰撞检测的原理与方法进行了详细说明;进而根据采煤工艺对设备之间的运动姿态进行分析,建立了滚筒-护帮碰撞检测数学模型,高效地实现了采煤机滚筒与液压支架护帮板之间的碰撞检测与预警监测;最后通过搭建的综采设备虚拟远程控制平台进行试验验证,在试验中将虚拟射线检测结果与实际测量结果进行比较,得到其碰撞检测结果的最大误差在49.6 mm之内,满足了实际工况要求。试验表明,虚拟射线检测方法可以高效识别设备间碰撞,并通过设置不同阈值可实现设备间分级碰撞预警监测,对实现综采工作面设备异常检测具有重要意义,可有望解决综采设备间碰撞等异常的实时预警监测。
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