井下无人驾驶列车惯性导航定位系统研究

"井下无人驾驶列车惯性导航定位系统" 井下无人驾驶列车的定位技术是确保其安全、高效运行的关键。传统的定位技术依赖于安装在车轮上的光电传感器，通过计算列车轮转次数来推算列车的位移。然而，这种方法在遇到潮湿轨道导致车轮打滑的情况下，容易产生定位误差，从而影响无人驾驶列车的正常运行。 为解决这个问题，一种基于惯性导航的井下无人驾驶列车定位系统被提出。该系统创新地引入了惯性导航模块，与原有的光电传感器数据相结合，以增强定位的准确性和可靠性。惯性导航模块，如LPMS-NAV2，能够实时监测和记录列车的加速度和航向角，进而计算出列车的位置坐标。其中，为了消除重力加速度对加速度测量的影响，系统采用了z轴加速度补偿方法，通过对z轴加速度的精确调整，减少了由于地球引力引起的测量误差。 然而，惯性导航系统在长时间运行过程中会出现累积误差，为解决这一问题，设计了权值反馈约束算法。该算法通过建立平方差损失函数，对系统定位点的权值进行动态调整和约束，从而有效地降低了累积误差，保持定位的长期稳定性。 此外，为了进一步提高定位精度，系统在井下巷道的每个岔路口设置了位置信标。这些信标可以对定位信息进行二次校准，特别是在列车经过岔路口或复杂路段时，提供额外的精确参照，以确保定位的准确性。 根据室内测试的结果，井下无人驾驶列车惯性导航定位系统的平均定位误差仅为0.52米，这显著提升了定位的精确度，对保障无人驾驶列车的安全运行具有重要意义。该系统的应用不仅增强了井下无人驾驶列车的自主导航能力，也为未来智能交通系统的发展提供了新的思路和技术支持。 关键词：井下无人驾驶；惯性导航；权值反馈约束算法；双阈值算法；z轴加速度补偿方法；信标校准 这篇研究文章详细介绍了如何通过集成惯性导航技术改进井下无人驾驶列车的定位系统，克服了传统光电传感器在特殊环境下的局限性，提高了定位的稳定性和准确性，对于推动井下运输自动化以及整个矿山行业的科技进步具有重大价值。