懸臂式掘進(jìn)機(jī)視覺(jué)位姿檢測(cè)系統(tǒng)外參標(biāo)定方法

張旭輝，張楷鑫，張超，楊文娟，杜昱陽(yáng)，謝楠，周創(chuàng)

（1.西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，西安710054；2.陜西省礦山機(jī)電裝備智能監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710054）

國(guó)際煤炭領(lǐng)域的熱門研究，懸臂式掘進(jìn)機(jī)作為廣泛使用的采掘裝備占有重要地位。掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿檢測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能化與無(wú)人化的關(guān)鍵，位姿測(cè)量精度是檢測(cè)技術(shù)的前提[1-5]。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)針對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿檢測(cè)精度評(píng)價(jià)方法都進(jìn)行了相應(yīng)的研究。符世琛等[6-7]提出一種基于超寬帶測(cè)距技術(shù)的機(jī)身位姿檢測(cè)方法，利用3個(gè)機(jī)身定位點(diǎn)在基站群中的三維坐標(biāo)來(lái)得到機(jī)身定位點(diǎn)的位姿，針對(duì)超寬帶測(cè)距技術(shù)進(jìn)行測(cè)量誤差實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，但未對(duì)機(jī)身定位點(diǎn)相對(duì)于機(jī)身的外參標(biāo)定進(jìn)行研究。朱信平等[8]介紹了一種基于全站儀的機(jī)身位姿測(cè)量系統(tǒng)，得到棱鏡坐標(biāo)系與全站儀坐標(biāo)系之間的位姿關(guān)系，未研究棱鏡相對(duì)于機(jī)身和全站儀相對(duì)于巷道之間的外參標(biāo)定，其精度誤差較大且沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。陶云飛等[9-10]提出基于iGPS的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿測(cè)量方法，利用巷道頂板上的1套單站式測(cè)量平臺(tái)和機(jī)身上3個(gè)機(jī)載接收器進(jìn)行位姿檢測(cè)，利用基于激光跟蹤儀的位姿檢測(cè)對(duì)其精度進(jìn)行驗(yàn)證，但未考慮測(cè)量平臺(tái)在巷道坐標(biāo)系中的外參標(biāo)定誤差，評(píng)價(jià)方法精度難以保證。陳慎金等[11]在掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿激光測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出全站儀自主標(biāo)定策略，對(duì)不同距離下的位姿測(cè)量誤差進(jìn)行仿真分析，理論上實(shí)現(xiàn)了對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)位姿測(cè)量精度的要求，但未解決系統(tǒng)外參標(biāo)定的問(wèn)題，導(dǎo)致其誤差隨著標(biāo)定距離的增大而增大；……