综采工作面巡检机器人自主定位方法
黄西平
杨飞
武汉大学电气与自动化学院,湖北武汉 430072
摘要：目前综采工作面巡检机器人中应用较广泛的是轨道式机器人,机器人经过轨道连接件时会产生抖动,造成惯性导航/里程计组合定位误差增大.针对该问题,在惯性导航/里程计组合导航算法的基础上,采用基于抖动检测的分段滤波方法,实现巡检机器人的自主定位.根据巡检机器人经过轨道连接件时的陀螺仪数据,采用滑动窗口方法对机器人俯仰角速度进行动态分析,通过求导数和判断局部最大上升沿和局部最大下降沿,当最大上升沿与最大下降沿交替出现时,即认为识别到轨道连接件,实现抖动检测,从而将机器人运动状态分为平稳运行状态和抖动状态.当机器人处于平稳运行状态时,陀螺仪和里程计数据均较平稳,此时用惯性导航/里程计组合导航方式进行滤波解算,同时根据陀螺仪数据应该稳定在零值附近的特性来矫正陀螺仪误差;当机器人处于抖动状态时,里程计可能会由于车轮打滑、弹起悬空而产生误差,此时采用纯惯性导航算法消除里程计误差对组合导航定位的影响.实验结果表明,抖动检测算法可准确判断轨道连接件,基于抖动检测的分段滤波方法能有效提升巡检机器人定位精度,平均定位误差小于5 mm,满足综采工作面精确定位要求.
关键词：巡检机器人轨道式机器人自主定位抖动检测分段滤波惯性导航里程计
分类号：TD67(矿山电工)
论文发表日期：2023-04-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 86-91 )
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