掘进机可视化导航及精确定向控制系统的应用研究

针对掘进机在井下工作过程中导航及定向控制精度差、掘进效率低的问题,提出了一种新型的掘进机可视化导航及精确定向控制系统。该系统利用可视化导航技术,实现井下的远程掘进控制,利用激光指向仪为导向,实现掘进机的精确定向控制。根据实际应用表明,新的控制系统能够将掘进机的截割精度控制在±18 mm以内,显著提升井下巷道掘进精度和效率。     

悬臂式掘进机定向掘进系统的设计

针对煤矿井下掘进机掘进过程中经常出现的偏离巷道中心,进而导致切割面超挖、欠挖等问题,结合矿井工作面实际工程特点,提出一种基于MEMS捷联惯性导航技术的悬臂式掘进机定向掘进系统.重点分析了系统的核心结构、掘进相关环节的建模过程、纠偏马达控制器的设计,并对路径进行仿真分析,结果显示,通过合理的参数设计,系统可有效控制掘进机掘进过程,实现定向掘进.     

矿井掘进机掘进姿态的仿真分析

掘进机在煤矿生产建设中起着重要作用,但由于巷道内的复杂工况导致掘进机自身姿态不断变化,必须对其姿态进行实时跟踪与纠正。因此,针对悬臂式掘进机的运动特征,将其简化为多个旋转运动与平移运动所构成的复合运动,进一步建立数学模型后通过仿真软件求得其极限截割平面。理论数据与试验所得实际数据对比可知,其控制精度满足巷道掘进施工的验收标准。     

掘进机掘进测距闭锁控制装置的研究

介绍了一种新型掘进机掘进测距闭锁控制装置,主要由美国API公司的激光追踪仪和3D传感器,以及PLC控制柜组成。使掘进机在掘进过程中,配合"掘前探水",实现自动测距、自动启停作业,减少了人力强度,提高巷道掘进作业的自动化,可大大提高巷道掘进作业的安全性和可靠性。     

掘进机智能化远程调控系统的应用研究

针对传统掘进机在井下综掘作业过程中人工控制效率低下、掘进精度差的问题,提出了一种新的掘进机智能化远程调控系统。该系统将视频监测和传感器监测集成于一体,实现了对掘进机井下掘进作业的智能化控制。根据实际应用表明,新的掘进机智能化远程调控系统能够将井下巷道掘进效率提升17.3%,将巷道掘进精度提升37.7%,为实现井下无人化智能掘进奠定了基础。     

硬岩掘进机可掘进性分级性能预测模型的建立及实施

硬岩掘进机(TBM)性能预测是关于掘进机选型、设计和施工的核心问题。文中基于复杂地质条件下TBM掘进性能分级预测的前期研究工作,提出依托样本数据,建立在不同岩体可掘进性等级条件下,以特定岩体掘进指数(SRMPI)为性能预测指标,融合地质、施工等领域参数的TBM性能预测模型。在此基础上,通过模型细化和科学推导得到TBM其他系统级性能指标,从而建立完备的TBM性能预测体系。将所建模型应用于兰渝铁路西秦岭隧道工程的某一施工标段,预测结果验证了该模型的科学性、有效性和指导施工的可操作性。     

二维里程辅助的掘进机自主导航方法研究

针对掘进工作面恶劣的环境以及掘进机时常发生滑移运动造成掘进机导航参数不能精准获取的难题,提出了基于二维里程辅助的掘进机自主导航方法.研制了二维里程测量装置,搭建了二维里程辅助的掘进机自主导航系统;建立了二维里程测量装置和捷联惯导误差方程,推导了二维里程辅助的组合导航算法.为了应对量测噪声统计特性时变导致系统估计误差变大...     

智能掘进机电控系统设计及位姿纠偏技术研究

通过对掘进机的智能电控系统以及行进过程中的位姿纠偏算法进行研究,以达到掘进机在工作状态时实时状态检测预警、自动行走、自动截割以及高质量的远程通信,提升掘进机电控系统的智能化水平,彻底解决人工控制的掘进机劳动强度大、效率低以及存在安全隐患的问题。     

智能内窥镜视觉导航技术和系统研究

介绍了一种新型的智能内窥镜导航系统.该系统由导航子系统、自主介入子系统和计算机控制子系统等3个子系统组成.导航子系统由计算机视觉引导实现内窥镜的自主导航,视觉导航采用了一种自适应阈值图像分割算法的寻径方法,并通过三维映射计算内窥镜头部偏摆角度;自主介入子系统使用机械手推进机构实现内窥镜镜体的自主介入,并在机械手上安装力传感器实现介入力的监控;计算机控制子系统分析导航子系统提供的数据并控制内窥镜的自主介入.     

矿用掘进机自适应智能控制掘进工艺的应用研究

针对矿用掘进机在井下作业过程中导航精度差、无法进行自动截割的状况,提出了一种新的矿用掘进机自适应智能控制掘进工艺.通过组合式智能定向技术实现了掘进机在井下±15mm的精确定位,通过智能定向截割+自适应截割的控制方案,实现了掘进机在不同地形条件下的自动化截割控制.实际应用表明,该智能掘进工艺能够将井下巷道掘进效率提升13...     

未知环境下机器人导航算法与避障算法研究

针对机器人在复杂动态工作环境下如何进行定位和导航的问题做了深入研究,全文阐述了机器人混合导航和地图重建的基本方法。首先,介绍了机器人机械结构与软件平台,并分析了经典双轮差动模型,并总结了机器人的应用范围;然后,通过对视觉数据的数据采集实现了对于环境特征的提取,建立了导航图像和导航机器人导航;最后,建立了基于超声波传感器的模糊避障系统,解决了由于障碍物定位不准确、检测盲区、镜子反射等缺陷导致避障不稳定的问题。经过实验证明,该机器人具有良好的避障性能和导航性能,实现了机器人视觉导航算法。     

港口多AGV智能导航解决方案设计与试验

针对复杂港口环境下多AGV水平运输问题,从多AGV智能导航角度出发,结合现有港口环境下AGV导航的实际需求,从车辆实时定位、车辆防撞等方面考虑,提出了一套高效灵活的复杂港口环境多AGV智能导航整体解决方案.该整体解决方案基于多传感器融合下车辆导航定位、复杂环境下车辆防撞等技术,可实现多AGV在港口的灵活高效运行.目前该...     

仿生偏振视觉定位定向机理与实验

为了有效利用全天域的偏振光信息,探究仿生偏振光导航机理,设计了偏振视觉传感器。介绍了基于四相机的偏振视觉传感器及其标定方法,推导了冗余配置下偏振态的最小二乘估计算法。分析了基于一阶瑞利散射模型的天空光偏振模式,将太阳方向矢量的最优估计问题转化为求解矩阵的特征向量问题,推导出了基于天空光偏振模式的定位定向算法。最后,设计了静态实验与转动实验,对理论分析结果进行了验证。实验结果显示:测量的天空光偏振模式与瑞利散射模型相一致,并可从中成功提取太阳方向矢量。静态实验测量的太阳天顶角的最大误差约为0.4°,误差标准差为0.14°;基于1h对天空偏振光的观测数据实现的定位误差为68.6km。转动实验(转动两周)得到的最大定向误差约为0.5°,误差标准差为0.28°。研究结果揭示了生物利用偏振光导航的机理,为仿生偏振光导航的应用提供了理论依据。     

矿用掘进机机电设备智能诊断系统的研究

针对目前掘进机机电设备故障率高、故障排除时间长影响正常掘进作业的现状,总结了掘进机机电设备的常见问题,建立了矿用掘进机机电设备智能诊断系统,并针对性地提出了系统维护方案,为提高掘进机机电设备可靠性、降低故障排除时间奠定了基础,有效提升了掘进机的使用可靠性.     

基于视觉的自主车辆导航与控制技术的进展

视觉系统在导航控制中起着环境探测和辨识的作用。从导航数据采集、道路识别和运动控制三个方面分析计算机视觉在自主车辆导航与控制中的应用,并评述其实用性。     

智能轮椅的研究现状与关键技术分析

本文对智能轮椅的国内外研究现状进行了较详细的总结，并对其涉及的关键技术及其应用现状进行了分析。     

基于KBE的隧道掘进机主机智能设计系统

针对当前隧道掘进机（TBM）主机设计与开发过程中存在的问题，开发了基于知识工程（KBE）的TBM主机智能设计系（IDS-TBM）。IDS-TBM结合面向对象方法和CBR方法的优点来综合表达TBM设计实例，基于CATIA／Automation API模块，将KBE扩展模块与CATIA进行集成，借助参数化驱动、表格驱动和产生式规则三种驱动方法进行TBM主机的智能设计，实现了设计知识的重用，显著提高了TBM主机开发效率和快速响应市场的能力。     

汽车转向助力泵设计的智能导航技术研究与实施

介绍了智能导航技术的基本原理 ,并用实例说明了及其在系统开发中的具体实现。充分体现了系统对设计过程紧密跟踪和对所出现的问题进行动态处理的智能导航功能     

基于行为的智能车辆导航控制体系结构

在分析典型智能车辆导航控制体系结构优、缺点的基础上,提出一种基于行为的智能车辆导航控制体系结构。该体系结构使用黑板来协调各模块之间的交互,并把智能车辆的行为划分为反射行为和目的行为。反射行为由数据信息驱动,目的行为由黑板选取;通过不断被选取的行为组成的行为序列完成导航任务。在理论分析的基础上进行仿真计算,结果显示智能车辆能有效地完成路面标志线跟踪、障碍躲避、墙面跟踪和路径信息导航各行为,并最终顺利到达目标点。最后,对智能车辆的标志线导航进行实车试验,得到较好的效果。