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基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位研究
被引量：
4
1
作者
王学
周红旭
+1 位作者
张雷
王华英
《工矿自动化》
北大核心
2022年第7期43-51,57,共10页
针对现有掘进机无法实时定位、定位不准确、视觉定位中相机视野被遮挡导致定位失败等问题,提出了一种将基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案。在悬臂式掘进机机身与机臂安装近红外LED标靶,以LED作为近红外标靶构建掘进机特征...
针对现有掘进机无法实时定位、定位不准确、视觉定位中相机视野被遮挡导致定位失败等问题,提出了一种将基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案。在悬臂式掘进机机身与机臂安装近红外LED标靶,以LED作为近红外标靶构建掘进机特征信息,通过图像处理、位姿解算实现掘进机机身与截割部的三维空间定位。双目立体视觉相机安装在巷道顶部,随着掘进机不断推进,掘进机与双目立体视觉相机距离逐渐增加,造成双目图像获取失败,进而导致视觉解算截割部位姿失败。针对该问题,引入基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的掘进机截割部磁场辅助定位方法。在掘进机机身两侧安装三轴数字磁场计,并在机臂处安装永磁体,以磁场的强度分量和双目立体视觉相机获取的位姿数据作为训练数据,构建1D-CNN模型,输出在视觉测量失效情况下掘进机截割部位姿。从深度信息和掘进机机身及截割部位姿2个方面对基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案进行实验,结果表明:机身测量误差在±11 mm以内,相对误差在0.4%以内。截割部测量误差在±50 mm以内,相对误差在1%以内;掘进机机身与截割部间的相对位姿误差在±2.5°以内,俯仰角的均方根误差为根0.930 1°,偏航角的均方根误差为0.922 0°。上述误差在巷道作业允许范围内,验证了该方案的有效性和可靠性。对基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法进行了有效性验证,为模拟井下复杂磁场环境,在掘进机附近随机添加干扰磁源,结果表明:该方法对掘进机截割部俯仰角、偏航角、翻滚角的预测值与测量的真实值基本吻合,预测的俯仰角、偏航角、翻滚角决定系数分别为0.992 4,0.995 9,0.917 4,说明基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法能够较好地满足在视觉定位失效下的掘进机定位需求。
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关键词
悬臂式掘进机
截割部位姿
截割部实时定位
近红外双目视觉
位姿解算
一维卷积神经网络
磁场辅助定位
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职称材料
采煤机智能截割控制系统的应用研究
被引量：
6
2
作者
李文亮
《能源与节能》
2021年第5期188-189,共2页
提出了一种新的采煤机智能截割控制系统。该系统采用了智能化的煤岩识别技术和位姿检测技术,能实现对采煤机综采作业过程中位姿状态和截割作业的自动监测、调整。实际应用表明,该系统能将井下综采作业效率提升14.1%,将采煤机的触顶异常...
提出了一种新的采煤机智能截割控制系统。该系统采用了智能化的煤岩识别技术和位姿检测技术,能实现对采煤机综采作业过程中位姿状态和截割作业的自动监测、调整。实际应用表明,该系统能将井下综采作业效率提升14.1%,将采煤机的触顶异常降低96.4%,显著提升了井下综采速度和安全性。
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关键词
采煤机
截割控制
位姿检测
煤岩识别
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职称材料
滚筒式采矿头最佳切削位姿的建模
被引量：
1
3
作者
何志强
何清华
《矿业研究与开发》
CAS
2004年第3期46-47,共2页
用滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削海底富钴结壳时,需按开采要求确定其切削厚度。就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数学模型,并给出了数学上的原型解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳厚度及微地形...
用滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削海底富钴结壳时,需按开采要求确定其切削厚度。就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数学模型,并给出了数学上的原型解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳厚度及微地形起伏的检测也具有重要指导意义。
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关键词
富钴结壳
滚筒式采矿头
切削深度
最佳切削位姿
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职称材料
断屑钻尖后刀面的砂轮磨削位姿算法
被引量：
3
4
作者
马玉豪
李勇
+1 位作者
江磊
丁国富
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第19期2321-2325,2330,共6页
定义了断屑钻尖后刀面的结构参数,构建了三个坐标系并分析了对应的转换矩阵;建立了断屑钻尖刃线及后刀面参数化数学模型;采用坐标变换矩阵描述了砂轮的运动方式,借助运动学原理,在数控磨削过程中提出了基于工件坐标系的断屑钻尖后刀面...
定义了断屑钻尖后刀面的结构参数,构建了三个坐标系并分析了对应的转换矩阵;建立了断屑钻尖刃线及后刀面参数化数学模型;采用坐标变换矩阵描述了砂轮的运动方式,借助运动学原理,在数控磨削过程中提出了基于工件坐标系的断屑钻尖后刀面砂轮磨削位姿算法。基于VC++环境,开发了相应的计算程序并进行了一系列的磨削加工和测试来验证所提算法的有效性。测量结果表明:所提算法可保证断屑钻尖后刀面的结构精度,并可灵活调整磨削过程中砂轮姿态。
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关键词
断屑钻尖
后刀面
磨削
位姿
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职称材料
深海富钴结壳滚筒式采矿头最佳切削位姿问题建模
5
作者
何志强
何清华
《中国矿业》
北大核心
2004年第6期45-46,共2页
滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削富钴结壳 ,本文就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数字模型 ,并给出了数学上原则解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳的厚度检测 ,及微地形起伏的检测等也有重要的指...
滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削富钴结壳 ,本文就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数字模型 ,并给出了数学上原则解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳的厚度检测 ,及微地形起伏的检测等也有重要的指导意义。
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关键词
滚筒式采矿头
富钴结壳
切削深度
最佳切削位姿
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职称材料
题名
基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位研究
被引量：
4
1
作者
王学
周红旭
张雷
王华英
机构
河北工程大学数理科学与工程学院
河北省计算光学成像与光电检测技术创新中心
出处
《工矿自动化》
北大核心
2022年第7期43-51,57,共10页
基金
河北省创新能力提升计划资助项目(20540302D).
文摘
针对现有掘进机无法实时定位、定位不准确、视觉定位中相机视野被遮挡导致定位失败等问题,提出了一种将基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案。在悬臂式掘进机机身与机臂安装近红外LED标靶,以LED作为近红外标靶构建掘进机特征信息,通过图像处理、位姿解算实现掘进机机身与截割部的三维空间定位。双目立体视觉相机安装在巷道顶部,随着掘进机不断推进,掘进机与双目立体视觉相机距离逐渐增加,造成双目图像获取失败,进而导致视觉解算截割部位姿失败。针对该问题,引入基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的掘进机截割部磁场辅助定位方法。在掘进机机身两侧安装三轴数字磁场计,并在机臂处安装永磁体,以磁场的强度分量和双目立体视觉相机获取的位姿数据作为训练数据,构建1D-CNN模型,输出在视觉测量失效情况下掘进机截割部位姿。从深度信息和掘进机机身及截割部位姿2个方面对基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案进行实验,结果表明:机身测量误差在±11 mm以内,相对误差在0.4%以内。截割部测量误差在±50 mm以内,相对误差在1%以内;掘进机机身与截割部间的相对位姿误差在±2.5°以内,俯仰角的均方根误差为根0.930 1°,偏航角的均方根误差为0.922 0°。上述误差在巷道作业允许范围内,验证了该方案的有效性和可靠性。对基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法进行了有效性验证,为模拟井下复杂磁场环境,在掘进机附近随机添加干扰磁源,结果表明:该方法对掘进机截割部俯仰角、偏航角、翻滚角的预测值与测量的真实值基本吻合,预测的俯仰角、偏航角、翻滚角决定系数分别为0.992 4,0.995 9,0.917 4,说明基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法能够较好地满足在视觉定位失效下的掘进机定位需求。
关键词
悬臂式掘进机
截割部位姿
截割部实时定位
近红外双目视觉
位姿解算
一维卷积神经网络
磁场辅助定位
Keywords
cantilever
roadheader
cutting
position
pose
real-time
position
ing
of
cutting
part
near-infrared
binocular
vision
pose
calculation
one-dimensional
convolutional
neural
network
magnetic
field
assisted
position
ing
分类号
TD421 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
采煤机智能截割控制系统的应用研究
被引量：
6
2
作者
李文亮
机构
晋城蓝焰煤业有限公司古书院矿
出处
《能源与节能》
2021年第5期188-189,共2页
文摘
提出了一种新的采煤机智能截割控制系统。该系统采用了智能化的煤岩识别技术和位姿检测技术,能实现对采煤机综采作业过程中位姿状态和截割作业的自动监测、调整。实际应用表明,该系统能将井下综采作业效率提升14.1%,将采煤机的触顶异常降低96.4%,显著提升了井下综采速度和安全性。
关键词
采煤机
截割控制
位姿检测
煤岩识别
Keywords
shearer
cutting
control
position
and
pose
detection
coal
and
rock
recognition
分类号
TD421.6 [矿业工程—矿山机电]
下载PDF
职称材料
题名
滚筒式采矿头最佳切削位姿的建模
被引量：
1
3
作者
何志强
何清华
机构
中南大学
出处
《矿业研究与开发》
CAS
2004年第3期46-47,共2页
文摘
用滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削海底富钴结壳时,需按开采要求确定其切削厚度。就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数学模型,并给出了数学上的原型解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳厚度及微地形起伏的检测也具有重要指导意义。
关键词
富钴结壳
滚筒式采矿头
切削深度
最佳切削位姿
Keywords
Cobalt-rich
crust,
Rotary
cutting
drum,
cutting
depth,
Optimal
cutting
position
-
pose
分类号
TD424 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
断屑钻尖后刀面的砂轮磨削位姿算法
被引量：
3
4
作者
马玉豪
李勇
江磊
丁国富
机构
西南交通大学机械工程学院
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第19期2321-2325,2330,共6页
基金
四川省科技计划(2020YFG0122)。
文摘
定义了断屑钻尖后刀面的结构参数,构建了三个坐标系并分析了对应的转换矩阵;建立了断屑钻尖刃线及后刀面参数化数学模型;采用坐标变换矩阵描述了砂轮的运动方式,借助运动学原理,在数控磨削过程中提出了基于工件坐标系的断屑钻尖后刀面砂轮磨削位姿算法。基于VC++环境,开发了相应的计算程序并进行了一系列的磨削加工和测试来验证所提算法的有效性。测量结果表明:所提算法可保证断屑钻尖后刀面的结构精度,并可灵活调整磨削过程中砂轮姿态。
关键词
断屑钻尖
后刀面
磨削
位姿
Keywords
cutting
-breaking
drill
tip
flank
face
grinding
position
and
pose
分类号
TG7 [金属学及工艺—刀具与模具]
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职称材料
题名
深海富钴结壳滚筒式采矿头最佳切削位姿问题建模
5
作者
何志强
何清华
机构
中南大学机电院
出处
《中国矿业》
北大核心
2004年第6期45-46,共2页
基金
国务院专项资助的海洋资源开采技术项目 (编号 :DY10 5 -0 3 -0 2 )
文摘
滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削富钴结壳 ,本文就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数字模型 ,并给出了数学上原则解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳的厚度检测 ,及微地形起伏的检测等也有重要的指导意义。
关键词
滚筒式采矿头
富钴结壳
切削深度
最佳切削位姿
Keywords
Rotary
cutting
Drum,Cobalt-Rich
Crust,
cutting
Depth,The
optimal
cutting
position
-
pose
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位研究
王学
周红旭
张雷
王华英
《工矿自动化》
北大核心
2022
4
下载PDF
职称材料
2
采煤机智能截割控制系统的应用研究
李文亮
《能源与节能》
2021
6
下载PDF
职称材料
3
滚筒式采矿头最佳切削位姿的建模
何志强
何清华
《矿业研究与开发》
CAS
2004
1
下载PDF
职称材料
4
断屑钻尖后刀面的砂轮磨削位姿算法
马玉豪
李勇
江磊
丁国富
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
3
下载PDF
职称材料
5
深海富钴结壳滚筒式采矿头最佳切削位姿问题建模
何志强
何清华
《中国矿业》
北大核心
2004
0
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职称材料
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