综采工作面智能开采关键技术实践 被引量：26

1

作者 罗开成 常亚军 高有进 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期73-79,共7页

目前国内智能化开采技术与装备迎来了重要的历史发展机遇期,国内已累计建成200多个以"可视化远程干预智能化开采技术"为主的自动化工作面。通过分析智能开采应用现状,指出由于煤矿工作面开采条件的多样性与复杂性,智能开采发... 目前国内智能化开采技术与装备迎来了重要的历史发展机遇期,国内已累计建成200多个以"可视化远程干预智能化开采技术"为主的自动化工作面。通过分析智能开采应用现状,指出由于煤矿工作面开采条件的多样性与复杂性,智能开采发展必然是分阶段、逐步实现,同时智能开采常态化应用受限于综采装备与控制元件等基础可靠性的提高及从业人员素质与能力的提高,因此智能开采发展与应用是一个长期的过程;基于现阶段国内自动化工作面的技术应用现状,从系统感知技术能力与特征的角度将智能开采发展阶段划分为4个阶段,并指出现阶段国内总体应用水平还处于智能开采的初级阶段,部分矿井正在试验第2、第3阶段的关键技术,距离智能开采技术的理想目标还有很长的路要走。同时围绕智能开采第2阶段的关键技术,重点阐述了基于装备主体结构件机械模型的液压支架与采煤机姿态感知技术,基于自主导航系统的刮板输送机弯曲度检测技术,采煤机行走轨迹,开采刀识别以及工作面自动校直等技术原理与实践情况。通过工业性实践验证了液压支架与采煤机姿态感知技术以及工作面矫直方法等理论的工程可行性,为工作面的液压支架防倾斜,防咬架,快速移架,截割面的开采规划与采煤机滚筒姿态调整,采煤机干涉预警以及刮板输送机直线度调整等功能的具体实施提供了技术支撑。 展开更多

关键词 智能化开采 姿态感知 自主导航系统 刮板输送机 弯曲度检测 工作面自动校直 智能矿山

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基于姿态感知系统的隔离开关故障诊断 被引量：10

2

作者 袁欢 孙正可 +3 位作者 王露缙 杨爱军 王小华 荣命哲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期47-57,共11页

高压隔离开关是变电站中使用最多的高压开关设备之一,其运行状态直接影响到检修人员的生命安全和变电站的稳定运行。近年来,隔离开关故障率居高不下,对电力系统构成了严重威胁。以姿态传感技术为基础,搭建了姿态感知系统,并以GW5-126型... 高压隔离开关是变电站中使用最多的高压开关设备之一,其运行状态直接影响到检修人员的生命安全和变电站的稳定运行。近年来,隔离开关故障率居高不下,对电力系统构成了严重威胁。以姿态传感技术为基础,搭建了姿态感知系统,并以GW5-126型隔离开关样机为试验对象,模拟了高压隔离开关5种常见的故障类型,测量并分析了这5种常见故障下姿态传感器的角度-时间曲线,得到了隔离开关旋转角度随时间的变化规律,提出了依据角度变化曲线和分合闸数据的隔离开关机械故障诊断方法。该方法具有广泛适用性,可有效诊断出隔离开关存在的故障,为隔离开关的检修提供参考与指导,对及时发现隔离开关故障缺陷具有重要的意义。 展开更多

关键词 高压隔离开关 姿态感知 姿态传感器 在线监测 故障诊断

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基于光学跟踪和运动估算法的VR实时姿态感知软件设计

3

作者 万里 李军号 陈世阳 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第3期89-93,共5页

人体骨骼数据容易受到环境中光线等干扰因素的影响,使得软件的姿态感知结果的均值平均精度(mAP)较高。因此,设计了一种基于光学跟踪和运动估计算法的新型VR头显实时姿态感知软件。以光学跟踪设备为核心组成测量系统,实时获得位姿测量数... 人体骨骼数据容易受到环境中光线等干扰因素的影响,使得软件的姿态感知结果的均值平均精度(mAP)较高。因此,设计了一种基于光学跟踪和运动估计算法的新型VR头显实时姿态感知软件。以光学跟踪设备为核心组成测量系统,实时获得位姿测量数据,并经过误差校正后得到准确的姿态信息。借助于OpenPose网络检测出人体骨骼关键点,并应用引入提前终止策略的运动估计算法对实时姿态图像进行不断搜索,在忽略干扰因素的情况下找到最佳匹配点,以此来反映运动矢量分布位置,识别出当前人体姿态。最后,依托于多层感知机网络实现姿态分类,作为最终输出的实时姿态感知结果。测试结果表明,结合光学跟踪和运动估计算法的软件应用后,得出姿态感知结果的mAP值保持在0.95以上,满足了VR头显实时姿态感知要求。 展开更多

关键词 光学跟踪 运动估计 提前终止策略 位姿测量 姿态感知

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煤矿智能化采煤工作面装备关键技术研究与应用

4

作者 曹建民 张豪 《煤矿机械》 2024年第7期160-162,共3页

阐述了智能化采煤工作面装备技术应用的研究背景,介绍了智能化采煤工作面主要装备的关键技术特点,指出了主要装备技术的创新点及主要突破点,并分析了现场实际应用过程中取得的经济、社会和安全效益,为智能化采煤工作面装备配套及安全高... 阐述了智能化采煤工作面装备技术应用的研究背景,介绍了智能化采煤工作面主要装备的关键技术特点,指出了主要装备技术的创新点及主要突破点,并分析了现场实际应用过程中取得的经济、社会和安全效益,为智能化采煤工作面装备配套及安全高效生产提供了技术保障。 展开更多

关键词 采煤工作面 姿态感知 记忆截割 远程控制 集控中心 装备技术 智能化建设

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大规模分布式光纤水听拖曳阵列及其湖试性能测试

5

作者 龙俊求 江浪 +6 位作者 肖春 郭汝乾 严国锋 王德麟 冉曾令 龚元 饶云江 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期333-342,共10页

报道了一种高性能大孔径分布式光纤水听拖曳阵列,其总长度为150 m,声学传感段长度为100 m,具有192个传感单元,采用单根光纤离散增敏制备而成,无需其他分离器件。传感基元通过驻波桶标定,在20~1000 Hz,平均声压灵敏度达到-127.44 dB(re r... 报道了一种高性能大孔径分布式光纤水听拖曳阵列,其总长度为150 m,声学传感段长度为100 m,具有192个传感单元,采用单根光纤离散增敏制备而成,无需其他分离器件。传感基元通过驻波桶标定,在20~1000 Hz,平均声压灵敏度达到-127.44 dB(re rad/μPa)。阵列同时装配了自研的姿态感知模块,可实现拖曳过程的实时姿态获取。针对所研制的大规模分布式光纤水听拖曳阵列,开展了湖试综合测试,6 kn拖速下阵列声学段的倾角仅为7.8°,将192个传感单元数据波束合成后得到了16.87 dB的空间增益,传感器表现出了优异的综合性能。该高性能大规模分布式光纤水听拖曳阵列为光纤水听器发展提供了一条全新的技术路线,有力推动了基于DAS的“第三代声呐技术”的发展。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤水听器 光纤水听拖曳阵列 分布式光纤声波传感 声压灵敏度 姿态感知 目标轨迹跟踪

原文传递

综采工作面“三机”智能化研究现状及展望 被引量：4

6

作者 郑嘉璐 鲁杰 张望杰 《煤》 2022年第1期23-28,共6页

煤矿智能化已是我国能源战略的重大发展方向。加快推进煤炭智能化发展是“双碳”目标背景下的一项变革性、牵引性、标志性重大举措。基于先进智能化技术与矿井主要设备相融合的发展需求,阐述了采煤机定位、记忆截割、姿态感知所采用的... 煤矿智能化已是我国能源战略的重大发展方向。加快推进煤炭智能化发展是“双碳”目标背景下的一项变革性、牵引性、标志性重大举措。基于先进智能化技术与矿井主要设备相融合的发展需求,阐述了采煤机定位、记忆截割、姿态感知所采用的关键技术,分析了采煤机实现自主截割需要进一步突破的关键技术,探讨了液压支架姿态感知、自动跟机技术发展现状和亟待解决的问题和发展方向,分析了刮板输送机煤流量检测与自动调速、故障自动检测相关技术的优势和不足,指出了未来刮板输送机实现智能化需要突破的方向。最后,结合定位、感知、大数据分析等领域的发展动态,对综采工作面“三机”的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 综采工作面 智能化 精准定位 姿态感知 故障检测

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基于信息融合技术的超前液压支架姿态感知方法及实验验证 被引量：1

7

作者 张坤 孙政贤 +8 位作者 刘亚 李玉霞 杜明超 马英 魏训涛 徐亚军 王鑫 余铜柱 丁超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期345-356,共12页

超前耦合支护系统空间姿态动态监测方法融合了众多的先进感知传感器,而单一感知传感器间相对独立,无法融合由于复杂扰动变化引起的超前液压支架组的空间姿态动态信息和相对位置信息反馈。采用多传感器系统协同作业的原理,结合超前液压... 超前耦合支护系统空间姿态动态监测方法融合了众多的先进感知传感器,而单一感知传感器间相对独立,无法融合由于复杂扰动变化引起的超前液压支架组的空间姿态动态信息和相对位置信息反馈。采用多传感器系统协同作业的原理,结合超前液压支架组相对位置调整、移架和顶底板变形引起的2种典型空间姿态变化情况,提出一种基于信息融合技术的超前液压支架组姿态感知方法。采用超声波测距传感器测量超前液压支架组与巷帮相对位置动态信息,将小于安全距离进行位置调整过程中所引发的超前液压支架组空间姿态变化视为航向角度的动态变化,实现超前液压支架组位置调整、移架过程的空间姿态感知。采用九轴姿态传感器感知支架顶梁、底座和连杆机构的姿态动态变化信息,利用卡尔曼滤波算法融合单个姿态传感器各轴姿态数据,抑制测量过程中噪声的影响,利用自适应加权融合算法将所有姿态传感器具有相同变化趋势的同轴数据进行融合,实现对超前液压支架组空间姿态数据的动态融合感知。最后使用超前液压支架组空间姿态感知实验台对所提出的超前液压支架组空间姿态感知方法进行实验验证分析。实验结果表明:横滚角融合结果最大误差为0.0243°,最小误差为0.0016°,平均绝对误差为0.0048°,偏航角融合结果最大误差为0.0276°,最小误差为0.0012°,平均绝对误差为0.0047°,验证了所提出的姿态感知方法的准确性。 展开更多

关键词 超前液压支架 姿态感知 信息融合 自适应加权算法 实验验证

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基于定位与姿态感知的虚实漫游方法应用研究 被引量：5

8

作者 赵海英 陈洪 穆晓峰 《图学学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期110-114,共5页

随着虚拟现实技术的成熟,文化遗产数字化保护与传承越来越受到人们的关注。通过GPS定位与移动终端的结合,实现智能移动终端GPS在展示古迹废墟遗址方面的优势。具体方法是,首先通过数据转换,建立虚拟场景与真实场景的区域映射;然后使用... 随着虚拟现实技术的成熟,文化遗产数字化保护与传承越来越受到人们的关注。通过GPS定位与移动终端的结合,实现智能移动终端GPS在展示古迹废墟遗址方面的优势。具体方法是,首先通过数据转换,建立虚拟场景与真实场景的区域映射;然后使用陀螺仪将摄像机的角度与智能移动终端绑定,建立虚拟角色与现实角色的姿态映射,最后通过Unity3D插件包实现虚实漫游功能,打破时间与空间限制,丰富展示作品的信息量与趣味性,并提供一种个性化的文化遗产场景浏览模式,可应用于遗址废墟如圆明园场景。 展开更多

关键词 虚实漫游 GPS定位 姿态感知 智能移动终端

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四旋翼无人机姿态异常感知数据生成方法 被引量：4

9

作者 刘连胜 张哲彦 +1 位作者 王志亮 彭宇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期58-67,共10页

为解决四旋翼无人机飞控系统因缺少异常感知数据而难以评估其运行状态的问题,提出一种基于物理仿真模型生成异常姿态数据的方法。首先,通过定义四旋翼无人机的运动坐标系,结合牛顿-欧拉公式建立无人机运动方程,设计飞控系统控制回路,利... 为解决四旋翼无人机飞控系统因缺少异常感知数据而难以评估其运行状态的问题,提出一种基于物理仿真模型生成异常姿态数据的方法。首先,通过定义四旋翼无人机的运动坐标系,结合牛顿-欧拉公式建立无人机运动方程,设计飞控系统控制回路,利用Simulink软件构建飞控系统物理仿真模型,为生成异常感知数据提供实验环境。其次,在利用实际姿态感知数据验证仿真模型可用的基础上,通过异常注入来生成姿态的异常数据。最后,以基于主成分分析的异常检测方法为例,评估生成异常感知数据的应用效果。实验结果表明,所提方法能够有效地生成恒偏差和漂移两种异常姿态感知数据,基于主成分分析方法开展的异常检测结果:误检率处于2%~74%,正确率处于73%~97%。因此,所提的感知数据生方法可为改进检测方法性能提供相应的数据支撑。 展开更多

关键词 无人机 飞控系统 物理模型 姿态感知 异常检测

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基于卷积神经网络的摄像机姿态感知系统设计

10

作者 刘毅 蔡文浩 +2 位作者 王文钶 王明晖 李彬 《科技创新与应用》 2023年第25期119-122,共4页

该文设计一种基于卷积神经网络的摄像机姿态感知系统,运用深度学习方法结合传感器技术,获取摄像机实时姿态数据,特别是摄像机运动过程中的姿态数据。系统采用孪生卷积神经网络,通过摄像机采集的环境图像对孪生卷积神经网络进行训练获得... 该文设计一种基于卷积神经网络的摄像机姿态感知系统,运用深度学习方法结合传感器技术,获取摄像机实时姿态数据,特别是摄像机运动过程中的姿态数据。系统采用孪生卷积神经网络,通过摄像机采集的环境图像对孪生卷积神经网络进行训练获得摄像机姿态感知模型,在使用时通过将摄像机采集的视频图像输入摄像机姿态感知模型获得摄像机的位姿数据。系统解决可转动式摄像机的实时姿态感知问题,可在公共安全、工厂、交通和矿山等领域广泛推广应用。 展开更多

关键词 卷积神经网络 深度学习 摄像机 姿态感知 公共安全

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基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统设计 被引量：3

11

作者 黄鹤松 黄骞 +3 位作者 田成金 赵文生 尹春雷 曹贯强 《煤矿机械》 北大核心 2020年第4期1-4,共4页

为实现采煤机滚筒智能调高与远程控制记忆截割煤等功能,需获取采煤机精确姿态信息。设计一种基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统。考虑井下工作条件恶劣、通信干扰因素多等特点,该系统采用抗振倾角传感器精确获取采煤机姿态信息,利用... 为实现采煤机滚筒智能调高与远程控制记忆截割煤等功能,需获取采煤机精确姿态信息。设计一种基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统。考虑井下工作条件恶劣、通信干扰因素多等特点,该系统采用抗振倾角传感器精确获取采煤机姿态信息,利用LoRa技术并结合滤波算法来提高系统的通信距离,实现采煤机滚筒智能调高和记忆截割煤的远程控制。通过在黄陵1#煤矿井下进行实际测试,结果表明,该系统在井下恶劣环境中获取的采煤机姿态信息精确,传输距离可达140 m,可以满足工作面远程控制需求。 展开更多

关键词 采煤机 姿态感知 倾角传感器 LoRa技术

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基于STM32单片机的双轮自平衡小车系统的设计 被引量：3

12

作者 徐锦 《山东工业技术》 2016年第21期282-282,272,共2页

本文介绍了基于STM32F103C8T6单片机的双轮自平衡小车系统的设计,以MPU6050三轴陀螺仪加速计为传感器的姿态感知系统,通过卡尔曼滤波对传感器的数据进行滤波融合,采用PID算法实现小车两轮自平衡,使用TB6612电机驱动模块实现小车的驱动电... 本文介绍了基于STM32F103C8T6单片机的双轮自平衡小车系统的设计,以MPU6050三轴陀螺仪加速计为传感器的姿态感知系统,通过卡尔曼滤波对传感器的数据进行滤波融合,采用PID算法实现小车两轮自平衡,使用TB6612电机驱动模块实现小车的驱动电机,综合实现小车的直立行走。通过蓝宙的线性CCD实现小车的循迹功能。 展开更多

关键词 姿态感知 卡尔曼滤波 PID 控制 MPU6050 三轴陀螺仪加速计 TB6612 电机驱动 线性CCD

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基于姿态感知的声场还原算法研究 被引量：2

13

作者 王薇娜 董强国 《现代电影技术》 2022年第5期24-29,37,共7页

在用耳机观影时,音源位置会随人头姿态改变而变化,这与真实环境下的听觉效果不同。本文通过将人体姿态变化转化为虚拟音源的位置变化,利用HRTF函数重建音频的虚拟声像,实现对耳机姿态感知的音频反馈。另一方面结合空间声场的特点对音频... 在用耳机观影时,音源位置会随人头姿态改变而变化,这与真实环境下的听觉效果不同。本文通过将人体姿态变化转化为虚拟音源的位置变化,利用HRTF函数重建音频的虚拟声像,实现对耳机姿态感知的音频反馈。另一方面结合空间声场的特点对音频进行特定空间声场渲染,最终实现通过耳机播放音频实现空间音频的头部追踪效果,使用户获得更好的沉浸感与交互感。 展开更多

关键词 姿态感知 空间声场 陀螺仪 HRTF RIR

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一种基于姿态感知的电力人员穿戴识别残差网络 被引量：1

14

作者 常政威 蒲维 +3 位作者 吴杰 黄坤超 熊兴中 陈明举 《电讯技术》 北大核心 2022年第1期31-38,共8页

为有效利用机器视觉技术实现对电力作业人员穿戴规范进行准确识别,减少安全事故的发生,构建了一种基于姿态感知的穿戴规范识别复合残差网络。该复合网络首先将VGG(Visual Geometry Group)与分裂-转换-聚合(Split-Transfer-Agregation,S... 为有效利用机器视觉技术实现对电力作业人员穿戴规范进行准确识别,减少安全事故的发生,构建了一种基于姿态感知的穿戴规范识别复合残差网络。该复合网络首先将VGG(Visual Geometry Group)与分裂-转换-聚合(Split-Transfer-Agregation,STA)模块引入残差网络中,构建高性能的ResNeXt50基础网络模块。对ResNeXt50网络不同层次的残差特征图进行聚合与解码处理,实现对人体姿态的估计与关键区域的定位。将卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)集成到ResNeXt50网络相邻卷积层之间,以提高目标特征的表述能力,从而实现对电力人员穿戴情况进行准确识别。在训练阶段,采用迁移学习实现对预训练网络的顶层参数进行修正,以解决穿戴设备样本图片不足的缺点,从而提高复合网络的识别准确率。通过与SDD、Res-Net50和Inception-v3网络进行对比实验发现,建立的复合网络获得了更高的平均精确率(Mean Average Precision,MAP)值,单帧识别耗时更小,能有效地实现弱小穿戴设备的识别。 展开更多

关键词 目标识别 姿态感知 残差网络 迁移学习 卷积块注意力模块

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基于矢量水听器的水下声学浮标系统设计 被引量：1

15

作者 孙芹东 马士全 +1 位作者 孙巍 王文龙 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第1期250-254,共5页

针对海洋安全技术发展对无人自主探测平台的迫切需求,设计了一种具有海洋目标探测功能的水下声学浮标系统,该系统声学探测单元基于姿态感知复合同振式矢量水听器,水声数据采集与实时分析单元采用FPGA+DSP的设计方案,可控制声学探测单元... 针对海洋安全技术发展对无人自主探测平台的迫切需求,设计了一种具有海洋目标探测功能的水下声学浮标系统,该系统声学探测单元基于姿态感知复合同振式矢量水听器,水声数据采集与实时分析单元采用FPGA+DSP的设计方案,可控制声学探测单元工作时序,并完成水声和姿态信息联合信号处理。为验证水下声学浮标系统目标探测能力,在南海某海域开展目标探测能力试验验证。结果表明,深海良好水文环境条件、浮标采用定深漂流工作模式,对600 t级、10节航速航行科考船探测距离≥10.3 km。 展开更多

关键词 水下声学浮标 水声信号探测 矢量水听器 姿态感知 海上试验

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姿态感知无线空中鼠标的开发与实现 被引量：1

16

作者 方晨晨 邵翔 《电子科技》 2017年第5期184-187,共4页

针对传统鼠标的使用受二维平面限制的问题,开发并实现了一种姿态感知无线空中鼠标。采用Arduino Nano作为主控制器,对JY-901惯导模块采集的鼠标姿态数据进行处理,得到光标的位移量,通过蓝牙发送到接收端。接收端为Arduino Leonardo微控... 针对传统鼠标的使用受二维平面限制的问题,开发并实现了一种姿态感知无线空中鼠标。采用Arduino Nano作为主控制器,对JY-901惯导模块采集的鼠标姿态数据进行处理,得到光标的位移量,通过蓝牙发送到接收端。接收端为Arduino Leonardo微控制处理器,其从蓝牙接收端获得数据并解析,进而实现控制电脑光标的运动。经LabVIEW平台测试的结果表明,鼠标运行稳定、移动平滑、用户体验良好,可满足实际应用的需求。 展开更多

关键词 姿态感知 无线 空中鼠标 惯导模块

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基于VR设备中IMU的无手交互方法研究

17

作者 张雁鹏 陈世均 高建勇 《计算机测量与控制》 2021年第11期137-141,共5页

随着头戴式显示设备的发展,在基于虚拟现实(VR,virtual reality)的教育培训中,存在用户与设备间进行交互的场景;针对用户与VR视频中对象的模拟靠近与躲避问题,提出了姿态感知与步态识别相结合的方法;通过姿态感知算法解算用户头部姿态,... 随着头戴式显示设备的发展,在基于虚拟现实(VR,virtual reality)的教育培训中,存在用户与设备间进行交互的场景;针对用户与VR视频中对象的模拟靠近与躲避问题,提出了姿态感知与步态识别相结合的方法;通过姿态感知算法解算用户头部姿态,通过步态识别算法识别出人体的静止与行走状态,进而在行走状态时,将计算所得航向角和固定步长代入三角函数公式进行位置更新,在静止状态时,保持位置不变;实验证明,提出的姿态感知算法可以有效的计算出使用者头部的姿态,与商用惯性测量单元提供的姿态角相比具有1.1×10^(-2)的平均姿态偏差;提出的步态识别算法可以有效地识别出人体的静止与行走状态;所提出的两者结合的交互方法,可以有效地实现虚拟的靠近与躲避。 展开更多

关键词 虚拟现实 惯性测量单元 姿态感知 步态感知 交互 间接扩展卡尔曼滤波

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煤矿智能化开采光纤传感关键技术体系 被引量：5

18

作者 方新秋 冯豪天 +3 位作者 梁敏富 陈宁宁 吴刚 宋扬 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第6期78-87,共10页

智能感知是煤矿智能化开采的首要环节,为智能决策与智能控制提供数据支持。光纤传感技术因精度高、抗干扰能力和环境耐受能力强、组网复用方式灵活多样等优势,为煤矿开采智能感知提供了解决方案。在研究光纤传感技术原理基础上,构建了... 智能感知是煤矿智能化开采的首要环节,为智能决策与智能控制提供数据支持。光纤传感技术因精度高、抗干扰能力和环境耐受能力强、组网复用方式灵活多样等优势,为煤矿开采智能感知提供了解决方案。在研究光纤传感技术原理基础上,构建了光纤光栅-基材感知信息传递模型,提出了表面粘贴式、刻槽填埋式、表面粘贴基片式光纤光栅封装技术,并进行光谱重构与温度补偿研究,以保障高精度数据感知;开发了高精度光纤光栅钻孔应力传感器、锚杆应力传感器、锚杆测力传感器、顶板离层传感器、温度传感器等开采环境智能感知传感器,光纤光栅支架倾角传感器、支架压力传感器、曲率传感器等采煤工作面装备姿态感知传感器,以及光纤光栅传感器标定工作台,为智能化采煤工作面建设提供了基于光纤传感技术的智能感知设备;整合多种光纤光栅传感器,构建了煤矿开采环境与工作面装备姿态多参量光纤光栅智能感知体系,解决了煤矿开采过程感知数据多源异构容量大、感知设备不易复用、组网难等问题;开发了煤矿开采环境安全预警与装备姿态决策系统软件,形成集“光纤光栅智能感知-动态响应-前兆预警-安全决策”于一体的煤矿开采安全决策体系;分析指出研发多场景适用的特殊材质光纤产品、适应煤矿开采需求的封装技术、兼顾精度与成本的解调仪硬件,将有助于推动光纤传感技术在煤矿智能化开采信息感知方面的应用。 展开更多

关键词 煤矿智能开采 智能感知 光纤传感 开采环境感知 开采装备姿态感知 多传感器融合 煤矿开采安全决策

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煤矿防冲钻孔机器人全自主钻进系统关键技术 被引量：1

19

作者 王忠宾 司垒 +6 位作者 魏东 戴剑博 顾进恒 邹筱瑜 张聪 闫海峰 谭超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1240-1258,共19页

针对高地应力矿井钻孔卸压作业智能化程度低的技术难题,总结分析了国内外钻孔卸压技术和装备的研究现状,指出研发高性能、高可靠、高效率的防冲钻孔机器人全自主钻进系统是破解冲击地压防治难题的重要发展方向。为此,凝练了影响钻进系... 针对高地应力矿井钻孔卸压作业智能化程度低的技术难题,总结分析了国内外钻孔卸压技术和装备的研究现状,指出研发高性能、高可靠、高效率的防冲钻孔机器人全自主钻进系统是破解冲击地压防治难题的重要发展方向。为此,凝练了影响钻进系统性能的“孔位精准识别、钻具姿态精确感知、无线电磁随钻智能检测、钻具运行状态智能识别和钻进系统精确控制”五大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在复杂恶劣环境下卸压孔的精确识别问题,设计了融合图像尺寸调节和多阶段训练模式的卸压孔图像样本扩充SinGAN模型,引入多层特征融合优化的FasterRCNN,构建了基于改进SqueezeNet轻量级网络架构的孔位识别模型,以实现卸压孔位的准确快速识别;针对钻具姿态精确感知问题,提出了基于改进梯度下降法算法优化无迹卡尔曼滤波的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)初始对准方法,设计了多个IMU的空间阵列布局方式,研究了基于BP神经网络的钻具姿态误差补偿方法,旨在提高钻具姿态的解算精度,实现精准钻孔卸压;针对复杂地质环境下钻进工况的精确检测问题,搭建了煤矿井下随钻测量无线电磁传输系统架构,探讨了微弱电磁波信号自适应调制和随钻高速双向电磁传输技术原理,研究了孔底地质参数、几何参数和工程参数的测量原理和实现过程;针对钻进系统运行状态识别问题,构建了钻进信号时域、频域、时频域的多域特征和深度网络高级特征提取架构,提出了钻进系统关键零部件健康状态评估和故障诊断技术,构建了基于改进蝙蝠优化长短期记忆网络的卡钻风险因子预测模型,实现对卸压钻具卡钻状态的准确预测;针对钻进系统的精确控制问题,分析了钻进系统的液压系统工作原理,构建了考虑煤岩性状的钻进系统精确控制方案,探讨了基于转矩和位置 展开更多

关键词 防冲钻孔机器人 卸压孔识别 钻具姿态感知 无线电磁检测 钻进状态识别 智能协同控制

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立面作业机器人姿态感知系统设计与分析

20

作者 崔水萍 赵峰 +1 位作者 郑广杰 姜允臣 《机器人技术与应用》 2024年第1期32-38,50,共8页

针对立面作业机器人在大型立面设备中容易发生姿态倾斜的问题,本文设计了一种基于惯性测量单元对立面作业机器人的姿态进行全方位感知、检测的立面作业机器人姿态感知系统。该系统分析了机器人在滑移和倾覆状态下的受力情况,得出机器人... 针对立面作业机器人在大型立面设备中容易发生姿态倾斜的问题,本文设计了一种基于惯性测量单元对立面作业机器人的姿态进行全方位感知、检测的立面作业机器人姿态感知系统。该系统分析了机器人在滑移和倾覆状态下的受力情况,得出机器人稳定吸附的条件。同时,本文还提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法对获取的传感器数据进行滤波融合,并结合PID控制算法对系统进行动态调节的方法,该方法有效改善了机器人姿态倾斜问题。最后通过联合仿真实验验证了该系统的有效性,为后续立面作业机器人的设计和应用提供了技术参考。 展开更多

关键词 立面作业机器人 姿态感知系统 惯性测量单元 扩展卡尔曼滤波算法 PID控制算法 联合仿真

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