超宽带测距技术在掘进机位姿检测中的精度分析

"几何布局对掘进机位姿检测精度的影响分析" 本文主要探讨了在综合机械化掘进工作面中，如何通过超宽带测距技术实现悬臂式掘进机的位姿无人化、高精度检测。作者提出了一种基于超宽带测距技术的掘进机位姿检测系统，并详细推导了利用该系统计算掘进机定位坐标和机身姿态角的方法。为了深入理解系统性能，作者利用Matlab进行了仿真实验，以分析基站布局参数对定位和姿态检测精度的具体影响。 首先，文章指出，随着基站到掘进机机身定位点的测量距离增加，系统的定位精度会降低。这意味着在设计系统时，应尽可能缩短基站与掘进机之间的距离，以提高定位准确性。同时，基站之间的布局间距是另一个关键因素，仿真结果显示，增大基站间距可以提高定位精度。因此，合理布置基站的位置，增大它们之间的距离，有助于减小定位误差。 其次，基站布局的角度对定位精度也有显著影响。在yoz平面上，当基站布局角度为60°时，系统的定位精度优于0°和90°的情况。这表明，基站的相对位置应当优化，以形成更有利于信号传播和处理的几何结构，从而提高定位效果。 此外，对于姿态角的检测精度，文章发现基站至掘进机机身定位点的测量距离对其影响不明显。然而，机身定位点之间的间距大小直接影响姿态角检测的精度，间距越小，姿态检测的精度越高。这意味着在设置机身上的定位点时，应尽可能让这些点接近，以获得更精确的姿态信息。 关键词包括煤炭开采、综掘工作面、悬臂式掘进机、位姿检测和超宽带测距，表明该研究专注于采矿领域的自动化技术，特别是针对复杂地下环境中的精准定位问题。这项研究对于提升掘进作业的安全性和效率，以及推动煤矿行业的智能化发展具有重要意义。 总结来说，文章通过理论推导和仿真分析，揭示了基站布局几何参数对悬臂式掘进机位姿检测系统性能的关键影响，为实际应用提供了重要的设计指导。通过优化基站的布置方式和机身定位点的分布，可以显著提高掘进机的位姿检测精度，从而实现更高效、更安全的自动化采矿作业。