申请/专利权人：中国矿业大学(北京)

申请日：2020-01-08

公开（公告）日：2021-04-20

公开（公告）号：CN111156974B

主分类号：G01C15/00(20060101)

分类号：G01C15/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.20#授权;2020.07.31#实质审查的生效;2020.05.15#公开

摘要：基于激光标靶的掘进机位姿测量系统。本发明涉及一种测量掘进机姿态的系统。所述系统包括：激光测距模块，用于向反射棱镜发射激光并测距；激光云台，安装在掘进机上，用于驱动激光测距模块进行姿态调整，以使得激光测距模块发出的激光照射到激光标靶的前置反射棱镜上；单轴倾角仪，安装在激光测距模块上，用于测量激光测距模块的翻滚角；反射棱镜，利用带切口的全反射棱镜，尖端切口处可以透光，用于配合激光云台跟踪和激光标靶定位；激光标靶，布置在掘进机后方的巷道顶板上，标靶靶面位于反射棱镜的后方，用于检测激光测距模块发射并从反射棱镜切口处穿过的激光光斑位置；处理器，用于解算掘进机位姿。

主权项：1.基于激光标靶的掘进机位姿测量系统，其特征在于，所述系统包括：激光测距模块，用于向激光标靶发射激光并测距；激光云台，安装在掘进机上，用于驱动激光测距模块进行姿态调整，以使得激光测距模块发出的激光照射到激光标靶的前置反射棱镜上；单轴倾角仪，安装在激光测距模块上，用于测量激光测距模块的翻滚角；反射棱镜，利用带切口的全反射棱镜，尖端切口处可以透光，用于配合激光云台跟踪和激光标靶定位；激光标靶，布置在掘进机后方的巷道顶板上，标靶靶面位于反射棱镜的后方，用于检测激光测距模块发射并从反射棱镜切口处穿过的激光光斑位置；处理器，用于解算掘进机位姿，其中，所述激光云台包括：承载体，用于安装激光发射装置；驱动轴，驱动承载体进行俯仰姿态的改变；旋转主体，驱动承载体进行偏航姿态的改变；底座，结合到掘进机；驱动装置，驱动驱动轴和旋转主体进行旋转；其中，处理器根据光斑在激光标靶上的位置、激光测距模块的翻滚角以及激光测距模块的测量距离，确定激光测距模块在激光标靶坐标系下的第一位姿；根据第一位姿、结合作为第二位姿的激光测距模块与掘进机之间的相对位姿、作为第三位姿的激光标靶在现实世界的位姿，确定掘进机在现实世界的位姿，其中，激光测距模块在标靶坐标系中的位置为： 其中，激光测距模块在标靶坐标系中的俯仰角为β1，激光测距模块在标靶坐标系中的方向角为α1，标靶靶面到反射棱镜的距离为s，激光测距模块到激光标靶的测量距离为d，在标靶靶面上的光斑的坐标为0,y,z。

全文数据：

权利要求：

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