悬臂式掘进机视觉位姿检测系统外参标定方法
2022-02-13张旭辉张楷鑫张超杨文娟杜昱阳谢楠周创
机械科学与技术 2022年12期
张旭辉,张楷鑫,张超,杨文娟,杜昱阳,谢楠,周创
(1.西安科技大学机械工程学院,西安710054;2.陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室,西安710054)
国际煤炭领域的热门研究,悬臂式掘进机作为广泛使用的采掘装备占有重要地位。掘进机机身位姿检测技术是实现智能化与无人化的关键,位姿测量精度是检测技术的前提[1-5]。
近年来,国内外各研究机构针对悬臂式掘进机机身位姿检测精度评价方法都进行了相应的研究。符世琛等[6-7]提出一种基于超宽带测距技术的机身位姿检测方法,利用3个机身定位点在基站群中的三维坐标来得到机身定位点的位姿,针对超宽带测距技术进行测量误差实验评价,但未对机身定位点相对于机身的外参标定进行研究。朱信平等[8]介绍了一种基于全站仪的机身位姿测量系统,得到棱镜坐标系与全站仪坐标系之间的位姿关系,未研究棱镜相对于机身和全站仪相对于巷道之间的外参标定,其精度误差较大且没有实验数据验证。陶云飞等[9-10]提出基于iGPS的掘进机机身位姿测量方法,利用巷道顶板上的1套单站式测量平台和机身上3个机载接收器进行位姿检测,利用基于激光跟踪仪的位姿检测对其精度进行验证,但未考虑测量平台在巷道坐标系中的外参标定误差,评价方法精度难以保证。陈慎金等[11]在掘进机机身位姿激光测量系统的基础上提出全站仪自主标定策略,对不同距离下的位姿测量误差进行仿真分析,理论上实现了对悬臂式掘进机位姿测量精度的要求,但未解决系统外参标定的问题,导致其误差随着标定距离的增大而增大;……
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