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实验中选用激光捷联惯导系统,测量精度0.1°;相机选用Toshiba Teli公司的CS8600标准模拟黑白数字照相机;中心波长535nm(绿光)的点激光器及相应滤光片;作为长度参考的光电测距仪测量精度为±2mm。
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对于激光捷联惯导系统,姿态测量精度虽为0.1°,但在井下环境随时间漂移大小未知。在掘进机保持静态时,每隔30min记录激光捷联惯导的欧拉角输出,如表 1所示。
No. yaw/(°) pitch/(°) roll/(°) 1 -40.8119 0.5180 1.6826 2 -40.7728 0.5064 1.7511 3 -40.7830 0.4416 1.8270 4 -40.7391 0.3238 1.9184 5 -40.7362 0.2488 1.9446 6 -40.7212 0.1463 1.9197 7 -40.7352 0.0450 1.8611 8 -40.7747 -0.0735 1.4261 9 -40.7643 -0.0846 1.4956 10 -40.8075 -0.0963 1.5789 11 -40.8003 -0.0850 1.7174 12 -40.7572 -0.0262 1.8116 Table 1. Euler angles
表 1中各姿态角基本恒定,进一步分析欧拉角统计特征值,如表 2所示,其标准差不大于0.25°,能够满足实际应用中的精度需求。
angle maximum/(°) minimum/(°) average/(°) standard deviation yaw -40.7212 -40.8119 -40.767 0.029 pitch 0.5180 -0.0963 0.155 0.233 roll 1.9446 1.4261 1.745 0.171 Table 2. Statistical characteristics of Euler angles
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在神华神东煤炭集团下属大柳塔煤矿的快掘设备上,对本测量方案进行了位置测量精度实验,测试现场如图 6所示,测试数据如表 3所示。使用光电测距仪测得数据作为参考值进行比对,可以看到单目视觉定位精度最大测量误差在1cm以内,满足了设计需求。
No. horizontal measured value/mm horizontal reference value/mm deviation/mm vertical measured value/mm vertical reference value/mm deviation/mm 1 360.5 356.4 3.9 450.4 446.2 4.2 2 330.9 334.0 -3.1 448.1 444.9 3.2 3 280.6 289.7 -9.1 410.1 412.3 -2.2 4 290.2 295.7 -5.5 415.7 420.0 -4.3 5 313.4 310.0 3.4 420.6 422.7 -2.1 6 320.0 315.5 4.5 435.5 434.9 0.6 7 336.2 340.8 -4.6 440.2 441.9 -1.7 8 305.9 311.7 -5.8 432.8 437.0 -4.8 Table 3. Position precision