[实用新型]一种地面下采掘移动设备用惯性导航定位系统

说明书

一种地面下采掘移动设备用惯性导航定位系统，包括三轴一体光纤惯性测量装置、上位机综合显示与控制装置和电源，设有里程仪和光电摄像头，里程仪与三轴一体光纤惯性测量装置、上位机综合显示与控制装置相连接，并固定安装在地面下采掘移动设备上，光电摄像头通过固定支架铰接固定在地面下采掘移动设备一侧的液压支架上，拍摄方向朝着地面下采掘移动设备运行方向。采用里程仪测量的地面下采掘移动设备位姿信息，通过惯性导航算法对惯性测量装置的测量误差进行校正，可以提高姿态导航解算的精度，在不需要大幅度提高成本的前提下实现大幅度提高地面下采掘移动设备的导航测量精度，以及地面下采掘移动设备的工作效率和安全性，可以适应无人操作需要。

技术领域

本实用新型涉及导航定位，特别是涉及一种地面下采掘移动设备用惯性导航定位系统。

背景技术

现有的地面下采掘移动设备工作面直线度测量技术如视觉测量、行程测量等存在视觉盲区，测量数据只反映相邻支架位移偏差。由于地面下的特殊复杂的环境条件，通常采用的机械或光学测量系统难以精确测量地面下采掘移动设备的运动轨迹，无法实现对地面下采掘移动设备位置的确定，不能达到通过自动控制使其按设定路线运行的目的。而采用惯性导航测量地面下采掘移动设备在工作面的运动轨迹，可以达到通过自动控制使其按设定路线运行的目的。

捷联惯性导航系统(Strapdown inertial navigation system，缩略词为 SINS)是在平台式惯性导航系统基础上发展的一种无框架的导航参数解算系统，其采用的三轴一体光纤惯性测量装置由三个高精度光学陀螺仪、三个加速度计、微处理器组成，三个高精度光学陀螺仪和三个加速度计按照地面下采掘移动设备的站心直角坐标系的X、Y、Z轴精确组合，固定连接在地面下采掘移动设备上。该系统基于三个高精度光学陀螺仪的输出建立导航测量坐标系，且基于三个加速度计的输出通过高速积分解算出运载体在导航测量坐标系下的航向、速度和位姿信息。由于三轴一体光纤惯性测量装置在进入测量工作状态之前都需要进行初始对准，将地面下采掘移动设备的站心直角坐标系(又称东-北-天坐标系)即工作平台坐标系的速度和位姿信息变换到惯性导航系统的导航测量坐标系，确定工作平台坐标系与导航测量坐标系重合，进行初始对准的算法需要得到地面下采掘移动设备的对地速度，然而，地面下采掘移动设备的工作场景是变化的，其包括航向角、俯仰角和横滚角的姿态角又存在误差，会导致检测结果不精确，而且，三个高精度光学陀螺仪的漂移误差和三个加速度计的测量误差会随时间逐渐积累，三轴一体光纤惯性测量装置长时间运行必将导致客观的积累误差，严重影响地面下采掘移动设备的目标分析与速度检测。此外，随着采掘工作面自动化程度的提高，对地面下采掘移动设备的精度、稳定性提出更高的要求，地面下采掘移动设备的安装误差角在一定程度上对系统的稳定性产生很大的影响，有必要对其进行误差补偿、误差校正。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种地面下采掘移动设备用惯性导航定位系统。

本实用新型的地面下采掘移动设备用惯性导航定位系统技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种地面下采掘移动设备用惯性导航定位系统，