巷道掘进机的实时连续自主定位定向系统及导航定位方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201810153966.7
申 请 日：20180222
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20180731
公 开 号：CN108345005A
代 理 人：黄河
代理机构：重庆博凯知识产权代理有限公司 50212
摘 要：本发明公开了巷道掘进机的实时连续自主定位定向系统，三维激光扫描雷达固定安装在捷联惯导系统顶部，标记板安装在三维激光扫描雷达的侧面，标记板三维激光扫描雷达在同一高度，二者的相对位置固定不变；捷联惯导系统固定安装在底板上；激光雷达处理器与三维激光扫描雷达连接；捷联惯导系统处理器与捷联惯导系统连接；总处理器分别与捷联惯导系统处理器及激光雷达处理器连接；存储通信模块与总处理器连接。本发明无需另外设置无线通信定位基站，一旦正常启动，不再需要人为参与，便可实现掘进机的自主导航定位。
主 权 项：1.巷道掘进机的实时连续自主定位定向系统，其特征在于，包括定位装置、标记板及客户端，所述定位装置包括底板、捷联惯导系统、三维激光扫描雷达、激光雷达处理器、捷联惯导系统处理器、总处理器、掘进机控制器及存储通信模块，定位装置通过底板安装在掘进机的后方，定位装置用于测量掘进机已挖掘部分的空间位置，其中：三维激光扫描雷达固定安装在捷联惯导系统顶部，标记板安装在三维激光扫描雷达的侧面，标记板三维激光扫描雷达在同一高度，二者的相对位置固定不变，标记板用于作为三维激光扫描雷达测量时的参考标记，三维激光扫描雷达能够同时采集巷道点云信息及标记板点云信息；捷联惯导系统固定安装在底板上，捷联惯导系统用于采集掘进机的加速度及角速度信息；激光雷达处理器与三维激光扫描雷达连接，激光雷达处理器用于将三维激光扫描雷达得到的巷道点云信息和标记板点云信息进行滤波并提取点云几何特征；捷联惯导系统处理器与捷联惯导系统连接，捷联惯导系统处理器用于将捷联惯导系统采集的加速度及角速度信息通过滤波和姿态更新计算得到第一姿态变换矩阵；总处理器分别与捷联惯导系统处理器及激光雷达处理器连接，总处理器用于基于所述捷联惯导系统处理器得到的第一姿态变换矩阵和所述激光雷达处理器得到的点云几何特征数据生成巷道的三维地图，计算出当前时刻掘进机在三维地图上的位置和姿态信息，以及与预先设定轨迹的偏差和当前时刻的修正量；掘进机控制器与总处理器连接，掘进机控制器用于基于所述总处理器给出的偏差和修正量，控制掘进机调整当前的姿态；存储通信模块与总处理器连接，存储通信模块用于存储掘进机在三维地图上的位置和姿态信息，并将掘进机在三维地图上的位置和姿态信息发送至客户端。
关 键 词：捷联惯导系统;三维激光扫描;雷达;处理器;巷道掘进机;定向系统;激光雷达;自主定位;总处理器;标记板;底板;存储通信模块;相对位置固定;处理器连接;导航定位;定位基站;无线通信;正常启动;自主导航;掘进机;侧面
法律状态：公开
IPC专利分类号：G01S17/88(2006.01)I,G01C21/00(2006.01)I,G01C21/18(2006.01)I,G01C21/16(2006.01)I