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摘要
采煤机的高精度定位是煤炭开采自动化和智能化的重要研究方向.其中惯性导航系统和里程计是长壁综合机械化采煤机定位主要传感器之一.通过两者的信息融合,能够有效的抑制惯性导航系统的发散并且具有较好的自主导航能力,但是仍然无法满足井下长时间的高精度导航要求.本文分析了目前常用辅助传感器在采煤机开采过程中存在的问题,提出了基于UWB采煤机工作面端头量测的改进因子图优化方法.利用UWB在工作面端头的位置量测信息,推导并构建了惯导/里程计/UWB的约束方程和图优化模型.同时通过惯性信息的预积分,减少了待优化的节点数量,降低了算法的计算量.在此基础上,加入里程计标度因数误差和安装误差的因子节点进行联合估计和优化.论文开展了仿真和实际跑车测试,实验结果表明,相较于基于传统卡尔曼滤波的采煤机定位方式,有效提高了采煤机的定位精度.
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单位自动化学院; 南京航空航天大学
