[发明专利]一种用于无人化采煤工作面的截割路径规划方法

摘要

本发明公开了一种用于无人化采煤工作面的截割路径规划方法，属于采煤自动化技术领域，该方法在预知煤岩体三维精确模型的前提下进行全局截割路径规划，根据工作面当前位置及采煤机截割深度，将煤层切分为片状，对于每一片煤壁，以采煤机的运动方式和几何参数为约束条件，分别按照不同的进刀方式和截割方向给出各种可能的截割方案，综合考虑所有煤壁片的可能方案，以采煤机总行程和滚筒截割轨迹总长度最短为目标，生成最优的连续截割路径，解决了传统记忆截割的煤岩识别、多次学习、频繁交互等难题，提高了生产效率。

主权项

一种用于无人化采煤工作面的截割路径规划方法，其特征在于：按照如下步骤进行：步骤1：计算采煤机的两个滚筒的截割范围根据采煤机的机身长度、摇臂长度、两个滚筒的有效截割直径以及摇臂倾角的变化范围计算出采煤机的两个滚筒的截割范围；步骤2：基于煤层精准三维模型切分煤层根据采煤机的截割深度把煤层精准三维模型从切眼开始到停采线为止切分成若干片煤壁；步骤3：将每片煤壁划分为若干刀根据每片煤壁的顶底板曲线以及通过步骤1计算出的两个滚筒的截割范围，将每片煤壁划分为若干刀；步骤4：对于每一片煤壁，对每个可能的截割方案采用仿真技术进行模拟截割，通过计算得到每个可能的截割方案的截割代价即采煤机的总行程和两个滚筒的运动轨迹长度以及采煤机从开机位置到关机位置的空行程之和；步骤5：创建截割方案图根据所有煤壁的所有可能的截割方案创建一个截割方案图；步骤6：在截割方案图中求最优截割路径在步骤5所创建的截割方案图中，从起点到终点的最短路径所经过节点的截割方案所形成的截割路径即为最优截割路径；通过下列递归式来求最优截割路径：MinDistance(v)=minu∈δ(v){w(v,u)+MinDistance(u)};]]>其中，v表示截割方案图中的任一节点，δ(v)表示与v相邻的节点的集合，w(v,u)表示从v到u的距离，u表示集合δ(v)中的任一节点，MinDistance(u)表示从u到终点的最短距离。