[发明专利]一种采煤机定位方法及装置

说明书

本申请公开了一种采煤机定位方法及装置，方法包括：构建改进的长短期记忆神经网络；训练所述改进的长短期记忆神经网络；获取采煤机的惯导数据和里程计数据；将采煤机的惯导数据和里程计数据输入训练好的所述改进的长短期记忆神经网络中进行处理，得到预测结果。本申请提供的采煤机定位方法，利用改进的长短期记忆神经网络对采煤机的惯导数据和里程计数据进行处理，得到采煤机位置定位结果，定位精度高，误差小，采用本申请的方法的定位精度比现有技术的精度都高，能够很好地满足实际应用的需要。

技术领域

本申请涉及矿产开采技术领域，具体涉及一种采煤机定位方法及装置。

背景技术

高效安全生产一直是煤炭企业追求的目标，机械化、自动化是煤矿机械发展的方向。采煤机、液压支架、刮板输送机是综采工作面最重要的三种设备，简称“三机”，其中以采煤机为主导，三者互相配合实现煤炭的开采，它们的工作效率直接决定了煤矿生产的效率。采煤机在工作时沿刮板输送机的轨道进行往复式割煤，液压支架对顶板进行支护，目前大多数煤矿生产中是由人工手动控制三种设备联动，实现煤炭开采的机械化，但离自动化生产还有一段距离。采煤机的位置和姿态能直接反映出液压支架与刮板输送机的工作状态，可以为三机联动提供数据基础，因此采煤机采区的实时定位定姿监测是实现自动化生产的关键技术，是实现综采工作面自动化、少人化生产的基础。目前，现有技术的采煤机定位精度较低。

采煤机定位定姿技术从20世纪80年代以来，为了实现采煤机采区的定位定姿，众多科研人员提出了多种方法，主要有以下几种：

1、基于红外的采煤机定位技术

采煤机在运行过程中，由安装在采煤机上的红外发射装置发射脉冲信号，液压支架上安装红外接收装置，根据接收到的脉冲信号，定位出采煤机相对液压支架的位置。这种方法定位精度不高，容易受到粉尘等遮挡物影响导致信号无法接收，另外液压支架在实际生产中移动频繁，不能实时对采煤机位置进行准确监测。

2、基于超声波的采煤机定位技术

使用超声波测距传感器定位采煤机的工作位置，原理与使用红外传感器的采煤机定位技术基本一致，区别在于超声波可以穿透粉尘，镜头不需要清洗。超声波定位的精度也不高，只能作为辅助定位，使用具有局限性。

3、基于轨道里程的采煤机定位技术

这种方法是利用传感器采煤机行走齿轮的转动圈数信息，通过转动圈数乘以齿轮分度圆周长计算出采煤机在管板输送机轨道上的行走距离，与液压支架的架间距进行对比，确定采煤机的实际位置。该方法只能用来定位采煤机沿刮板输送机轨道方向的一维位置，且受齿轮计数误差的影响，不能满足采煤机精确定位定姿的要求。

4、基于无线传感器网络的采煤机定位技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是分布式智能化网络系统，在综采工作面布置大量具有通信和计算能力的无线传感器，通过无线信号监测采煤机与液压支架间的位置关系，解算出采煤机的实际位置。这种方法成本低，定位精度较高，但是由于工作区域环境复杂，液压支架频繁移动，容易出现信号衰减或无信号情况，在监测的实时性上还需进一步提高。

5、基于惯性导航的采煤机定位技术

惯性导航技术是一种自主式导航技术，通过安装在采煤机上的陀螺仪及加速度计，测量采煤机的实时角加速度和线性加速度，解算出采煤机的运动状态信息，再经过坐标变换得到采煤机的实时位置。这种方法不需外加信号，定位精度高，可以得到采煤机的三维位置信息，但在长时间工作后由于累积误差使精度变差，需要采用综合导航技术进行修正。

发明内容