综采工作面采煤机定位技术研究现状及展望.pdf

第 4 3卷 第 1 O期 2 0 1 7年 1 O月 工矿 自 动化 I n du s t r y a nd M i ne Aut o ma t i o n Vo 1 ． 4 3 NO ． 1 0 oc t ． 2 O 1 7 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 1 0 0 0 2 4 0 5 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 l x ． 2 0 1 7 ． 1 0 ． 0 0 8 综采工作面采煤机定位技术研究现状及展望 夏 婷 ， 李 威 ， 王超 ， 李雨辰 中 国矿 业大 学 机 电工程 学 院 ， 江 苏 徐州 2 2 1 1 1 6 摘要 通过介绍国内外综采工作 面采煤机定位技术发展现状， 分析 了采煤机常规 定位技术、 采煤机捷联 惯 导定 位技 术 、 采 煤机 捷联 惯 导定位 误 差补 偿 技 术 、 基 于捷 联 惯导 和 其 他 方 法 的采 煤 机 组合 定位 技 术 的 特 点 ， 指 出研 究捷联 惯 导的定 位 解算策 略 、 探 寻 无线传 感 器 网络 与捷 联 惯导 的 紧耦 合 融合 策 略 、 研 究 复 杂振 动 及 多径 效应 下采 煤机 空 间定位技 术是 采 煤机 定位技 术 的发展 趋 势 。 关 键词 煤炭 开 采 ；综采 工作 面 ；智 能化 开采 ； 采 煤机 定位 ； 捷联 惯 导 ；组合 定位 中图分类 号 T D4 2 1 ． 6 文献标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 7 0 9 2 7 1 4 3 1 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 7 0 9 2 7 ． 1 4 3 1 ． 0 0 8 ． h t ml Re s e a r c h s t a t us a nd p r o s p e c t o f s he a r e r po s i t i o n i n g t e c h no l o g y o n f u l l y me c ha n i z e d c o a l mi n i n g f a c e XI A Ti ng，LI W e i ， W A NG Ch a o，LI Yuc he n Sc h oo l of M e c ha t r o ni c En gi ne e r i n g，Chi n a U ni ve r s i t y o f M i ni ng a n d Te c hn o l og y Xu z h o u 2 2 1 1 1 6 ．Ch i n a Ab s t r a c t On t he ba s i s of de v e l o pme nt s t a t us o f s he a r e r p o s i t i o ni n g t e c h no l o gy o n f u l l y m e c h an i z e d c o a l m i n i ng f a c e a t ho m e a n d a br o a d，c h a r a c t e r i s t i c s o f c on ve nt i o n a l s he a r e r p os i t i on i ng t e c hno l o gy， s h e a r e r po s i t i o ni n g t e c hno l o gy b a s e d o n s t r a pd o wn i ne r t i a l na v i g a t i on， s he a r e r p os i t i on i ng e r r or c o mpe ns a t i o n t e c hno l o gy ba s e d o n s t r a p do wn i ne r t i a l na vi ga t i o n， a nd s h e a r e r p o s i t i o ni n g t e c hno l o gy ba s e d o n c o mb i n a t i o n o f s t r a p d o wn i n e r t i a l n a v i g a t i o n a n d o t h e r me t h o d s we r e a n a l y z e d．De v e l o p me n t t r e n d s o f s he a r e r po s i t i o ni n g t e c h no l og y we r e p o i nt e d ou t ，whi c h we r e r e s e a r c h i ng po s i t i oni ng c a l c ul a t i o n s t r a t e gy o f s t r a p do wn i ne r t i a l na vi g a t i on， e x pl o r i ng t i gh t c o up l i ng f u s i on s t r a t e gy be t we e n wi r e l e s s s e ns o r ne t wo r k a nd s t r a pd o wn i ne r t i a l n a v i g a t i o n， a nd s t ud yi n g s h e a r e r s p a t i a l po s i t i o n i ng t e c hn o l o gy un de r c ompl e x v i b r a t i o n a nd muhi p a t h e f f e c t ． Ke y wo r d s c o a l mi ni n g；f ul l y m e c ha ni z e d c o a l mi ni n g f a c e；i nt e l l i g e nt mi ni n g； s he a r e r pos i t i o ni n g； s t r a pd o wn i ne r t i a l n a v i g a t i o n；c o m b i ne d po s i t i o ni n g 0 引言 煤矿 井 下综采 工作 面 的 自动化 和智 能化是 实 现 矿井 无人 化 、 安全 高效 开采 的关 键步 骤 ， 也是 发展 数字矿山、 提高矿井机 电装备信息化和 自动化水平 的重 要组 成部 分 。为实 现综采 工作 面 的少人 化和无 人化 ， 综采工作面“ 三机” 即采煤机、 刮板输送机 和液压支架的智能化是关键技术之一 ， 而采煤机定 位 是首先 需要 解决 的问题 。笔者通 过研 究 国 内外 采 煤 机定位 技术 ， 总 结 了采 煤机 定位 技术 的现状 ， 指 出 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 6 0 1 ； 修 回日期 2 0 1 7 0 8 1 8 ； 责任编辑 盛男 。 基金项 目 国家 自然科学基金联合基 金资助项 目 U1 6 i 0 1 i 1 ； 江苏高校优 势学科建设工程资助项 目 P AP D 。 作者简介 夏婷 1 9 9 3 一 ， 女 ， 江苏徐 州人， 硕士研究生 ， 主要研究方 向为机 电控制 ， E - ma i l 1 0 0 3 7 6 3 7 9 1 q q ． c o rn。 引用格式 夏婷 ， 李威 ， 王超 ， 等． 综采工作 面采煤机定位技术研究现状及展望E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 7 ， 4 3 1 0 2 4 2 8 ． XI A Ti n g， LI W e i ， W ANG Ch a o， e t a 1 ． Re s e a r c h s t a t u s a n d pr os p e c t of s h e a r e r p o s i t i o n i n g t e c h n o l o g y o n f u l l y me c h a n i z e d c o a l mi n i n g f a c e [ J ] ． I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n ， 2 0 1 7 ， 4 3 1 0 2 4 2 8 ． 2 0 1 7年 第 1 O期 夏婷 等 综采 工作 面采 煤机 定位技 术研 究现 状及 展 望 2 5 了采煤 机定 位技 术 的进 一 步 发 展 方 向 ， 为 实 现 综采 工作 面 安全 、 高 效 、 智能 化开 采提 供技 术参 考 。 1采煤 机 常规 定位 技术 1 ． 1红外 定位技 术 刘清等 提出了通过红外对射信号进行采煤机 定位 ， 具体原理 在采煤机机身安装红外发射装置 ， 在液 压支 架 上安 装 红 外 接 收装 置 ， 采 煤 机 运行 过程 中红 外发 射装 置 定 向 发 射 广 角脉 冲 ， 液 压 支架 上 红 外接收装置接收信号 ， 对接收信号的强弱进行分析 ， 从而 判 断采 煤机 具 体 位 置 。但 受 底 板 不 平 整 、 粉 尘 及遮挡等影响， 红外接收装置有时会接收不 到采煤 机上红外发射装置发出的脉冲信 号， 在 自动化采煤 过程 中造 成 “ 跳架 ” 现 象 。红外 定位 技 术在 动态 测量 方面 有很 大局 限性 ， 并 且安 装 复杂 ， 总 体定 位精 度不 高 ， 实 际应 用 受到 限制 。 1 ． 2超 声 定位技 术 张连 昆等 [ 5 将 超声 波发 射装 置安 装 在工 作 面巷 道 中， 当采煤机经过时机身将反射超声波 ， 根据各位 置超声波传感器监测状态可确定采煤机位置。但煤 矿 井下 环 境 恶 劣 ， 如 果 工 作 面 较 长 ， 超 声 波 声 衰 较 大 ， 造成 回波误 差 大 ， 甚 至 无 法 收 到 回波 ， 导 致 采 煤 机 定位 失效 。 I ． 3 齿轮 计数 定 位技 术 邓文革等[ 6 提出了齿 轮计数法 对采煤机行走 齿轮的转动圈数进行计数 ， 将圈数乘 以齿轮周长 ， 计 算 出采 煤机 行程 ， 然后 根 据 液 压 支 架 间距 推 算 出采 煤 机位 于何 处液 压 支 架 ， 从 而 确 定 采 煤 机 在 工 作 面 的位置 。齿轮计数法只能检测采煤机一维运动 ， 而 采煤机实际运动轨迹是三维 的， 所 以该方法只能估 测采 煤 机在 工作 面 的大 致 位 置 ， 并 且 齿 轮 计 数 误 差 会 累加 ， 加 上无 法 准 确 获 知 液压 支架 问距 ， 因 此 ， 该 方法 不 能满 足采 煤 机实 时定 位精 度要 求 。 1 ． 4无线 定位技 术 无 线定 位技 术 是 通 过对 接 收 的 电磁 波 参 数 包 括传 输 时 间 、 到达 角 、 幅度 和 相位 等 进行 测量 ， 采 用 特定 算 法来判 断 被测 物体 位 置_ 7 ] 。受 煤矿 恶劣 环 境 影响， 无线定位技术应用时存在定位数据不稳定的 问题 。此外 ， 井下无线信道模型还不完善 ， 无法获得 采煤机精确位置 。 2采煤 机捷 联 惯导 定位 技 术 捷 联惯 导 系 统 S t r a p d o wn I n e r t i a l Na v i g a t i o n S y s t e m， S I NS 嘲是 一 种 不 依 赖 任 何 外 部 信 息 的 自 主式导航系统。它将三轴陀螺仪和三轴加速度计等 惯性敏感器件直接固定在运动载体上， 利用陀螺仪 和加速度计实时测量运动载体的三轴角速度和三轴 加速度 ， 并结合运动载体初始惯性信息 ， 通过高速积 分获得运动载体的姿态 、 速度及位置等信息 ] 。基 于捷 联惯 导 的采 煤 机 定 位 原 理 如 图 1所 示 。S I NS 具有安装简便 、 可靠 ， 能够利用载体 自身惯性信息进 行定 位 ， 不 向外辐 射 能 量 等 特点 ， 因此 ， 许 多 学 者 对 S I NS用 于采煤 机定 位 的可行 性进 行 了深入研 究 。 图 1 基 于 捷 联 惯 导 的采 煤 机 定 位 原 理 Fi g ．1 She a r e r p os i t i o ni ng p r i nc i pl e ba s e d o n s t r a p d o wn i n e r t i a l n a v i g a t i o n D ．C ．Re i d等[ 】 “ 介绍了 S I NS的发展对长壁 采煤 过程 自动化 的促 进 作 用 ， 证 明 了 S I NS能够 成 功应 用于 采煤 机定 位 中 ， 可 准 确 测量 长 壁 采 煤 机 的 三维 路径 。 樊启高等[ 1 2 ] 提 出了一种基于捷联惯导 的采煤 机定 位方 法 。该 方 法运用 S I NS对 采 煤机 的实 时线 性加 速度 和实 时角 速 度 进行 测 量 ， 得 到 采 煤 机在 载 体坐标 系 下 的加 速 度和角 速度 ， 然后 进行 坐标 变换 ， 构建采煤机在惯性坐标系中的导航方程， 通过对加 速度 和角 速度进 行 积 分 运算 ， 获得 采 煤 机 位 置 和姿 态数据。该方法具有完全 自主、 可靠性高等特点， 但 由于 S I NS直 接 固连 在 采 煤 机 机 身 上 ， 而 采 煤 机 工 作 环境 恶 劣 ， 随机振 动较 大 ， 对定 位精 度影 响很 大 。 李 秀凤 等[ 1 3 ] 设 计 了基 于 捷 联 惯 导 的采 煤 机 定 位 系统 ， 采 用 L S M3 3 0芯 片 和 GS 1 0 1 1模 块 构 成 惯 导终端 ， 测 出采煤 机 的三轴 加速 度和 三轴 角速度 ， 并 将处理后的数据通过 Wi F i 上传到井上监 控 中心 ， 然 后利 用 四元数 法 进行 姿 态 更 新 ， 进 而 得 到采 煤 机 的位置 和姿 态信 息 。该方法 具有 实 时性和 自主性 强 的特点 ， 能 够准确 捕捉 采煤 机运 动姿 态 ， 具 有较 高 的 精度。但在载体运动变化 比较剧烈的弯 曲段 ， 该方 法 定位精 度 不高 。 任思颖[ 1 应用模块化 S I NS， 通过对 采煤机工 2 6 工矿 自动 化 2 0 1 7年 第 4 3卷 作状 态下 的三轴 加速 度 及 角 速 度 进 行 测定 ， 结合 四 元 数法对 数 据进行 处 理 和运 算 ， 从 而 得 到 采 煤 机 的 运 动状态 。该 方法 满 足采煤 机定 位 的实 时性 和 自主 性要 求 ， 提高 了采 煤机 定位 精度 ， 但在 采煤 机运 行 路 径 弯 曲段 定 位精度 不 高 。 捷 联惯 导 定 位 技术 具 有 完 全 自主 性 、 保 密性 特 点 ， 随着 激光 、 光纤 陀 螺技术 的 发展 ， S I NS已经 日渐 完善， 而且在初始对准 、 位姿解算和误差补偿方面取 得了大量成果， 但 S I NS存在 的固有缺 陷， 如累积误 差 和位置 漂 移等是 难 点 问题 。因此 ， S I NS不能 长 时 间独立 工作 ， 而 且初 始 对 准 所 需 时 间 较 长 。通 常 解 决 这一 问 题 的 途 径 有 2个 通 过 误 差 补 偿 来 提 高 S I NS算 法解 算精 度 ； 采用组 合 定位技 术 。 3采煤 机捷 联 惯导定 位误 差 补偿 技术 传 统 的捷联 惯导 定位 误差 较大 且 随着 时间 累积 无 法消 除 ， 而且 S I NS安装 偏 差 、 载 体 的 角振 动 和 线 振 动 引起 的误差 都 会 影 响 定 位 精度 。 因此 ， 对 误 差 进 行补偿 是 提高 定位 精度 的有 效手 段 。 Y． Yu k s e l 等『 1 建 立 了捷联 惯 导 的 误差 解 算 模 型 ， 并且 利用 Al l a n方 差 理 论 对 捷 联 惯 导 误 差 进 行 低 通滤 波 ， 增 加 了捷联 惯 导 的鲁 棒性 。 L a i J i z h o u等口 提 出了基 于正 弦角 振 动 和 随机 角 振动 的组 合振 动 模 型 ， 采 用 多 子样 算 法 对 圆锥 误 差 进行 补偿 。 F a n Qi g a o等_ 1 提 出了一 种采煤 机 定位误 差 分 析 方法 。利 用 四元 数 法 建 立 了采 煤 机 状 态 方 程 ， 通 过 扩展 卡尔 曼滤 波 E x t e n d e d Ka l ma n F i l t e r ， E KF 方 法来 估计 和调 整 角 度 误 差及 采 煤 机 速 度 ， 在 采 煤 机 状态 方 程 的基 础 上 建 立 观 测 方 程 。实 验 结 果 表 明 ， E KF 方 法 对 于 采 煤 机 定 位 的 初 始 对 准 十 分 可 靠 。 郭 晓 晶等 。 利 用 卡 尔 曼 滤 波 算 法 对 捷 联 惯 导 定 位器 获得 的数据 进 行 处 理 ， 通 过 反 复 修 正设 定 状 态 参数 与实 际状 态 参 数 之 间 的误 差 ， 实 现对 采 煤 机 的精确定位 。通过迭代递归方法减少定位误差 ， 有 效 避 免 了采 煤 机定 位 时 出 现 的误 差 累积 现 象 ， 采 煤 机 定 位更加 准 确 。 张英 提 出 了一 种 基 于 混合 高 斯 平 方 根 无 迹 卡尔 曼滤 波 的采煤 机 定 位 方 法 ， 来 解 决 量 测 噪声 为 非 高 斯分 布时 的采 煤机 定位 问题 。该 方法 中滤 波过 程 的量纲 输 出是捷 联 惯 导 定 位 信 息 ， 根 据 运 动状 态 方 程 和量 测方 程估 计 出采 煤 机 的状 态 向量 ， 作 为滤 波得 到 的最优 定 位 结果 。在 耗 时相 同 的情 况 下 ， 混 合 高斯平 方根 无迹 卡尔 曼滤 波 的滤波精 度 高于混 合 高斯滤波。该方法对采煤机具有较高的定位精度和 较 强 的实时性 。 4采煤 机组 合定 位技 术 捷 联惯 导 存 在 漂移 误 差 ， 且加 速 度 双 重积 分 会 使误 差 随时 间快速 累 积 。捷 联惯 导定位 精 度随着 采 煤机工作时间的增加而急剧下降， 而且煤层存在倾 角 ， 长壁综采工作面采煤机需要三维定位。因此 ， 采 用 组合定 位 技术 可 弥补 捷 联 惯 导定 位 的不 足 ， 提 高 定 位精 度 。 4 ． 1 S I Ns ／ WS N 组合 定位 应 葆华 等_ 2 。 。。 提 出 了一 种 S I NS ／ WS N Wi r e l e s s S e n s o r Ne t wo r k， 无 线传 感器 网络 采煤 机组 合定 位 方 法 。采用 S I NS监 测 采 煤 机 姿 态 、 速 度 及 位 置 等 参 数 ， 结 合无 线锚 节点 与移 动节 点几何 位 置 ， 建立 了 S I NS与 WS N 融 合 模 型 ， 采 用 C 语 言 、 Ma t l a b和 S QL交互式软件构建 了采煤机组合定位系统 ， 其原 理 如 图 2所 示 。该 方法 利 用 W S N位 置 对 S I NS位 置 进行 周期 性校 正 ， 改 善 了捷 联 惯 导 的累 积误 差 问 题 。采 用 S I NS ／ WS N 组 合 定 位 能 够 对采 煤 机 进 行 位 姿 同步跟 踪 ， 大大减 小 了采煤 机 的平均 定位误 差 ， 得 到采 煤机 实 时 、 可靠 的位 置 和姿态 信息 。 鎏润癣 H 簇 霎 传 感 器 解 - - 一 L _ - J 算出的位置 图 2 S I NS ／ W S N 采 煤 机 组 合 定 位 系 统 原 理 F i g ． 2 Pr i n c i p l e o f S I NS ／ WS N s h e a r e r i n t e g r a t e d p os i t i on i n g s y s t e m 罗 成 名l 2 提 出 了 采用 S I NS与 C WS N C h a i n T y p e Wi r e l e s s S e n s o r Ne t wo r k ， 链 式无 线传 感器 网 络 组 合来 实 现 采 煤 机 的定 位 。 以 C WS N 为基 础 ， 根据 无线 节点 能量损 耗模 型研 究 了链式 网络 节点 覆 盖路 由策 略 ， 分 析 了非 线 性 无 线 信号 集 之 间的 相 关 性 ， 推导 了约束 总体 最t l _-乘方 程 ， 并求 解 了移动 目 标位 置 ； 基 于无 线测 距误 差 、 锚 节点 基准 误差 及节 点 布置 密度 与采 煤机 定 位 精 度 之 间 的变 化 规 律 ， 构 建 了 S I Ns ／ C wS N 组 合 定 位 下 采 煤 机 位 置 解 算 紧 耦 合模型 ， 实现 了在 S I NS和 C WS N失效时采煤机位 置 自适应 校准 。S I NS ／ C WS N 协 同定位 具 有较 高 的 精度 和可 靠性 ， 能够 满 足 综 采工 作 面 “ 三机 ” 联 动 过 磁 髑 髓 问 达问 到时 一 2 0 1 7 年 第 1 0期 夏婷 等 综采 工作 面采 煤机 定位 技 术研 究现状 及展 望 2 7 程 中对 采煤 机 定位 精度 的要 求 。 4 ． 2 S I NS ／ GI S组合 定位 葛 世 荣 等[ 2 开 发 了 基 于 工 作 面GI S Ge o g r a p h i c I n f o r ma t i o n S y s t e m， 地理 信 息系 统 的采煤 机定 位装 置 ， 可 实时测 量 采煤 机行 走轨 迹 、 截 割轨迹及其与煤层顶底板关系 ， 实现 了采煤机的三 维定位 ， 而且能够感知煤层地质信息 ， 为实现采煤机 根据地质条件 自动调高提供 了有力支撑。但姿态角 测量存在误差 ， 使得每次坐标变换存在一定误差， 航 位 推算造 成 误差 累积 ， 而 且各 种激 发 波互 相叠 加 、 干 涉等 ， 给数 据 的处 理 和分 析 带来 了一 定 影 响 。可 以 通过提高惯性测量装置的精度和震波 C T的探测精 度 ， 来 进一 步 降低 误差 。 4 ． 3 S I Ns ／ 轴 编码 器组 合 定位 李 昂等[ 2 。 介绍 了一种基于 S I NS与轴编码器组 合 的采 煤机 定 位 方 法 ， 构 建 了采 煤 机 定 位 方 程 。利 用 S I NS测出采煤机 的实 时姿态 ， 轴 编码 器测 出采 煤 机 的位移 增 量 ， 根 据 采 煤机 的实 时姿 态 进 行 坐 标 转换 ， 得 到 与地 球 固连 的坐标 系 内位 置 ， 实现 采煤 机 的三维定位 。S I NS ／ 轴编码 器组合定位原理如 图 3 所示 。该 方 法有 效抑 制 了采 煤机 捷联 惯 导定 位误 差 随 时问 累积 的趋 势 ， 提 高 了采 煤 机定 位精 度 。 面 ‘薹 圈 触 翠 团 ． 鹫萎 l l 重 鏖 l 采 煤 机 I _L 量 ￡荦 鍪 蕉 堑 童 蕉 I 圆 塑 嚼 图 3 S I NS ／ 轴编码器组合定位 原理 Fi g ． 3 Pr i n c i p l e o f S I NS ／ a x i s e n c o d e r 5 结 论 采 煤机 定位 技 术是 实现 综 采工 作面 少人 化或 无 人化 开 采 的关键 。当前 采煤 机定 位技 术 仍存 在精 度 低 、 可靠性差、 自动化程度不高等问题 ， 因此 ， 采煤机 定位 技术 未 来 的发 展趋 势和 研究 重点 将 主要 集 中在 以下 方 向 1 开 展捷 联 惯 导 在 复 杂 、 高 动态 环境 下 的 定 位解 算策 略研究 ， 探 寻 捷 联 惯 导 定 位 系 统 中外 界 动 态参 数对 解 算 累积 误 差 的 影 响机 理 ， 进 一 步 提 高捷 联惯 导 的定 位精 度 。 2 在深入研究 WS N定位 机制 的过程 中 ， 探 寻 WS N与捷联惯导更深层次 的紧耦合 融合策略 ， 利用相对稳定的捷联惯导来反馈校正 WS N的解算 机 制 ， 进 一 步提 高组合 定位 的稳 定性 和容错 性 。 3 井 下 环 境 恶 劣 ， 设 备 振 动 干 扰 复 杂 ， WS N 多径效应明显， 仍有很多相关 因素对组合定位精度 产 生影 响 ， 需 进一 步 研究 复 杂振 动 及 多 径效 应 下 采 煤机空间定位技术 ， 提高组合定位精度 。 参考文献 R e f e r e n c e s [1 ] 耿泽 听， 宋 建成 ， 许 春雨 ， 等． 自动化 采煤 控制系 统设 计[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 4 1 1 1 4 ． GENG Ze x i n， S ONG J i a n c h e n g ，XU Ch u n y u， e t a 1 ． D e s i g n o f a u t o ma t i c c o a l mi n i n g c o n t r o l s y s t e mI- J ] ． I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n， 2 0 1 6 ， 4 2 4 1 1 1 4 ． [ 2] 付 国军．自动化 综采 工作 面概 念探 讨 [ J ] ． 工 矿 自动 化 ， 2 0 1 4 ， 4 0 6 2 6 3 0 ． F U Gu o j u n ．Pr o b e o n c o n c e p t o f a u t o ma t i c f u l l y me c h a n i z e d c o a l mi n i n g f a c e [ J ] ． I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n， 2 0 1 4 ， 4 0 6 2 6 3 0 ． [ 3] 黄曾华． 综采工作面 自动化控制技术的应用现状与发 展趋 势[ J ] ． 工 矿 自动化 ， 2 0 1 3 ， 3 9 1 O 1 7 2 1 ． HUANG Ze ng hua ． App l i c a t i on s t a t us a nd de v e l op m e nt t e nd e nc y of a u t omat i o n c o nt r ol t e c h n o l o g y f o r f u l l y me c h a n i z e d w o r k i n g f a c e [ J ] ． I n d u s t r y a n g M i n e Au t o ma t i o n ， 2 0 1 3， 3 9 1 0 1 7 2 1 ． [4] 刘清 ， 魏文艳． 基于红外 检测装 置的采煤 机定位 算法 研究 [ J ] ． 机械工程与 自动化 ， 2 0 1 3 6 1 5 7 1 5 9 ． LI U Qi n g ， WEI We n y a n ． S h e a r e r l o c a l i z a t i o n a l g o r i t h m b a s e d o n p o s i t i o n d e t e c t i o n o f s h e a r e r b y i n f r a r e d [- J ] ． Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g a n d Au t o ma t i o n ， 2 O1 3 6 1 57 - 1 59 ． [ 5] 张连昆 ， 谢耀社 ， 周德华． 基 于超声波技术 的采煤 机位 置监 测 系 统 [ J ] ．煤 炭 科 学 技 术 ， 2 0 1 0 ， 3 8 5 1 04 - 1 06． Z H ANG L i a n k u n ， XI E Ya o s h e ， ZHOU De h u a ． Po s i t i o n mo ni t or i n g a nd me a s u r i n g s ys t e m o f c o a l s h e a r e r b a s e d o n u l t r a s o n i c w a v e t e c h n o l o g y l, J ] ． C o a l S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y， 2 0 1 0， 3 8 5 1 0 4 1 0 6 ． [ 6] 邓文革． 采煤机位置监测装置的原理与应 用[ J ] ． 煤 矿 机械 ， 2 0 0 7 ， 2 8 6 1 1 8 1 1 9 ． DE NG W e n g e ．P r i n c i p l e a n d a p p l i c a t i o n o f s h e a r e r p o s i t i o n mo n i t o r i n g d e v i c e l, J ] ． C o a l Mi n e Ma c h i n e r y ， 2 0 0 7 ， 2 8 6 1 1 8 1 1 9 ． [7] 王雪莉 ， 卢才武 ， 顾清华 ， 等． 无线 定位技 术及其 在地 下矿 山 中 的 应 用 [ J ] ．金 属 矿 山 ， 2 0 0 9 ， 3 9 4 1 21 - 1 2 5． W ANG Xu e l i ， L U Ca i wu ， GU Qi n g h u a ， e t a 1 ． W i r e l e s s l o c a l i z a t i o n t e c h n i q u e a n d i t s a p p l i c a t i o n i n 2 8 工矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 [ 8] [9 ] [ 1 O ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] u n d e r g r o u n d mi n e s [ J ] ．Me t a l Mi n e ， 2 0 0 9 ， 3 9 4 1 21 - 12 5 ． 杨 海 ， 李威 ， 罗成 名 ， 等． 基 于捷联惯 导 的采煤 机定位 定姿技 术 实 验 研 究 [ J ] ． 煤 炭 学 报 ， 2 0 1 4 ， 3 9 1 2 2 55 0 2 55 6． YANG Ha i ， LI W e i ， LUO Che n gmi ng， e t a 1 ． Ex pe r i me n t a l s t u dy on po s i t i o n a nd at t i t ud e t e c hn i q ue f o r s h e a r e r u s i n g S I N S me a s u r e me n t [ J ] ． J o u r n a l o f Ch i n a Co a l S o c i e t y， 2 0 1 4 ， 3 9 1 2 2 5 5 0 2 5 5 6 ． YANG Ha i ， LI W e i ， LUO Che n gmi n g， e t a 1 ．Re s e a r c h o n e r r o r c o mpe ns a t i o n pr ope r t y o f s t r a pd own i n er t i a l na v i ga t i on s ys t e m u s i ng dy na mi c mod e l o f s he a r er [ J ] ． I E E E Ac c e s s ， 2 0 1 7 ， 4 4 2 0 4 5 2 0 5 5 ． REI D D C， HAI NS W 0RTH D W ， RAL S T0N J C， e t a 1 ． S h e a r e r g u i d a n c e a ma j o r a d v a n c e i n l o n g wa l l mi n i n g [ J ] ． S p r i n g e r T r a c t s i n Ad v a n c e d R o b o t i c s ， 2 00 6， 24 4 69 47 6． RALS T0N J C， RE I D D C， DUNNM M T，e t a 1 ． Lo ng wa l l a u t oma t i onde l i v e r i n g e na bl i n g t e c hno l ogy t o a c hi e ve s a f e r a n d mor e p r o du c t i ve u nd e r g r o und mi n i n g[ J ] ． I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f Mi n i n g S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ， 2 0 1 5， 2 5 6 8 6 5 8 7 6 ． 樊启高 ， 李威 ， 王禹桥 ， 等． 一种 采用捷 联惯 导 的采煤 机动 态 定 位 方 法 [ J ] ． 煤 炭 学 报 ， 2 0 1 1 ， 3 6 1 0 l 75 8 17 61 ． FAN Qi g a o， LI W e i ， WANG Yu q i a o ， e t a 1 ． A s h e a r e r d