基于捷联惯导的矿用单轨吊精准定位算法：高精度低成本解决方案

本篇文章主要探讨了矿用单轨吊机车定位技术的一种创新解决方案，针对传统定位方法存在的精度低和成本高的问题，提出了基于捷联惯性导航的定位算法。首先，该算法利用九轴惯性测量单元（IMU）作为核心传感器，采集机车的加速度数据。加速度数据经过预处理，包括限幅滤波和去零偏等步骤，以提高数据的准确性和可靠性。 在数据处理阶段，通过方向余弦矩阵法滤除加速度数据中的重力分量，这有助于减少因地球引力引起的干扰，从而提升定位精度。接下来，文章采用加速度变化率阈值法和零速修正法，对稳态误差进行校正，使得稳态加速度和速度更加接近真实值，进一步提高了定位的实时性和精度。 定位的关键步骤是通过Lagrange插值多项式测距法测量单轨吊机车的行驶距离，这种方法结合了加速度信息和时间，实现了相对位置的计算。为了减小测距误差，作者引入了测距结果定时修正法，通过周期性地根据实际行驶距离调整之前的估计，确保了定位结果的准确性。 实验结果显示，当车辆行程达到30.8米时，定位误差控制在0.65米以内，满足了高精度和低成本的定位需求，这对于煤矿井下的自动化和智能化操作具有重要意义。此外，文章还提及了煤炭行业的其他相关技术发展，如煤炭智能化开采、煤矿5G应用、智慧矿山建设等，这些都为矿用单轨吊机车定位技术提供了更广阔的发展背景和前景。 该研究不仅关注了矿用单轨吊机车定位的具体技术细节，也展现了其在煤炭行业智能化转型中的关键作用。通过集成先进的惯性导航技术，本文为提升井下设备的自主导航能力，降低运营成本，以及推动整个矿山行业的数字化进程提供了有价值的技术参考。