[发明专利]融合地质环境信息的采煤机绝对定位装置与方法

权利要求书

1.一种融合地质环境信息的采煤机绝对定位装置，其特征是：采煤机绝对定位装置包括采煤机机身、轴编码器、方位传感器、惯性测量单元、振动传感器、定位装置防爆外壳、定位数据微处理单元、超宽带无线定位系统(UWB)传感器、定位标签和工控机。

2.在顺槽控制中心有工控机，在工控机中建立采区地理信息系统（GIS）；将定位标签等间距地布置在巷道煤壁及液压支架上。

3.在采煤机行走部安装轴编码器，在采煤机机身上固定防爆外壳，防爆外壳内连接有采煤机定位装置，所述的采煤机定位装置包括方位传感器、超宽带无线定位系统（UWB）传感器和定位数据微处理单元，方位传感器、惯性测量单元、振动传感器、超宽带无线定位系统（UWB）传感器和轴编码器的输出端与定位数据微处理单元的输入端连接，定位数据微处理单元的输出端通过数据输出接口与工控机的输入端连接。

4.一种融合地质环境信息的采煤机绝对定位方法，其特征是包括如下步骤：

（1）在刮板输送机端头对采煤机的位置、姿态进行校准：利用方位传感器检测得到采煤机在采区内的真实方位，利用布置在巷道煤壁上的定位标签和采煤机防爆壳体中的超带宽无线定位系统（UWB）传感器对采煤机的三维坐标进行校正；

（2）以端头位置为基准的采煤机截割过程中的定位：在采煤机截割过程中，将惯性测量单元的输出信号和振动传感器的输出值送入定位数据微处理单元，经运算得到采煤机的姿态角和加速度值；利用布置在液压支架上的定位标签和采煤机防爆壳体中的超宽带无线定位系统(UWB)传感器对截割过程中的采煤机的三维坐标进行校正； 

（3）将采煤机行走部轴编码器的输出值送入定位数据微处理单元，经处理得到采煤机的牵引速度，根据校正后的姿态角进行坐标变换，得到采煤机的牵引速度在GIS坐标系的三个轴上的分量，再进行积分运算，得到采煤机在GIS坐标系下的位置；

（4）通过定位数据微处理单元的输出端口输出采煤机经过校正的姿态、速度和位置到顺槽的工控机中的GIS系统中；将地理、地质、环境信息以及采煤机的姿态、速度、位置信息统一于同一时空体系下，从而实现采煤机在地质环境信息下的绝对精确定位；

（5）采煤机再次达到端头以后，再次进行校准，循环步骤（1）－（4）。