杨金衡， 宋单阳， 田慕琴， 宋建成， 许春雨

0 引言

采煤机定位是智能综采工作面的关键技术之一，可解决依靠人工根据煤层分布状况对采煤机的综采作业路径和参数进行调整的问题，能够为协调采煤机、刮板输送机及液压支架的联动运行打下基础。目前常用的采煤机定位技术主要有基于红外信号定位[1]、基于超声波信号定位[2]、基于里程计定位[3]、基于无线信号定位[4]、基于惯导定位[5]等。其中基于红外信号、超声波信号、里程计、无线信号定位等技术具有实现简单、可操作性强的优点，但存在红外信号定位实时性弱，超声波信号衰减严重，里程计定位维度低且存在累计误差，无线信号定位易受井下复杂信道传播环境影响而失效等缺点。惯导在井下工作时具有定位维度高、实时性好、自主性高、抗环境干扰能力强、数据全面、安装条件简单等优点，具有非常好的综合定位性能[6]。然而惯导存在定位误差累计、姿态角及位置漂移这2个固有缺陷，无法长时间独立工作。因此，有学者提出引入误差补偿技术和多传感器组合定位技术。

误差补偿技术是对惯导在测量过程中产生的误差进行相应补偿。Fan Qigao等[7]提出了一种基于惯导的采煤机定位误差分析方法，首先建立误差传递模型，再通过扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter，EKF)估计惯导失准角和采煤机速度并进行补偿，但补偿效果依赖于误差传递模型的准确度。韩勇强等[8]提出了一种惯导零速修正算法，使用Sage-Husa卡尔曼滤波结合高阶拟合的方法对径向速度残差导致的定位误差进行补偿，但需要在较长时间的停车情况下进行，影响工作效率。……