[发明专利]基于离散贝叶斯滤波的采煤机相对位置定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于离散贝叶斯滤波的采煤机相对位置定位系统，其特征在于：包括采煤机、惯性导航定位装置、红外信号发射器、红外信号接收器，其中惯性导航定位装置安装在采煤机机身上的防爆外壳内，红外信号发射器安装在采煤机上，红外信号接收器安装在每个液压支架立柱上；

所述惯性导航定位装置将获取的采煤机实时角速度、实时加速度数据进行处理后将得到的采煤机的惯性导航定位结果发送至顺槽主控计算机；

每个红外信号接收器与其安装的液压支架上的电液控制器相连，将采煤机位置信息发送至液压支架的电液控制器；

不同液压支架上的电液控制器对接收到的实时的采煤机位置信息进行算法处理后，通过总线发布给整个工作面的电液控制系统网络；

顺槽主控计算机接收到电液控制器传回的最新的采煤机位置信息后，结合上一次采煤机位置信息与最新一次采煤机位置信息间的惯性导航定位变化，采用离散贝叶斯滤波算法，计算得出采煤机相对位置融合定位信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散贝叶斯滤波的采煤机相对位置定位系统，其特征在于：所述惯性导航装置包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、惯性导航微处理器，在采煤机运行过程中，惯性导航定位装置通过三轴陀螺仪测得三个方向上的实时角速度，通过三轴加速度计测得三个方向上的实时加速度值，并将三轴陀螺仪和三轴加速度计的测量数据采样至惯性导航微处理器，惯性导航微处理器通过串行接口与顺槽主控计算机连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于离散贝叶斯滤波的采煤机相对位置定位系统，其特征在于：采煤机运行时红外信号发射器不停地发射红外信号，采煤机附近多个液压支架上的红外信号接收器同时接收到红外线信号，收到信号的红外信号接收器向对应的液压支架的电液控制器报送采煤机位置信号。

4.一种基于离散贝叶斯滤波的采煤机相对位置定位方法，采用如权利要求1-3任一项所述的基于离散贝叶斯滤波的采煤机相对位置定位系统，其特征在于：包括如下步骤：

S1：统计红外传感器检测到采煤机位置的测量误差，并将上述测量误差作为系统预设值；

S2：初始化采煤机位置置信度；

S3：采集红外传感器测量的采煤机位置信号；

S4：采煤机相对位置转移概率计算：顺槽主控计算机根据最新一次采煤机位置信息传回时间t_i及上一次采煤机位置信息传回时间t_i-1，截取t_i-1至t_i间的采煤机惯性导航位置变化量Δi，根据Δi计算采煤机相对位置变化的转移概率分布；

S5：循环更新：基于t_i-1时刻的采煤机位置置信度，及t_i-1至t_i时刻的采煤机位置的转移概率来更新t_i时刻的采煤机位置置信度，实现控制更新；

取得t_i时刻红外传感器测量采煤机位置后，根据步骤S1中统计的红外传感器测量误差概率建立测量更新矩阵，实现测量更新，并得到测量更新置信度矩阵；

顺槽主控计算机每收到一次采煤机位置更新便进行一次控制更新和测量更新，测量更新置信度矩阵中采煤机位置置信度最大数值所处液压支架的架号即为t_i时刻采煤机位置融合定位结果。