| 悬臂式掘进机机身及截割头位姿视觉测量系统研究 |
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| 引用本文： | 杨文娟,张旭辉,马宏伟,刘志明. 悬臂式掘进机机身及截割头位姿视觉测量系统研究[J]. 煤炭科学技术, 2019, 0(6): 50-57 |
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| 作者姓名： | 杨文娟 张旭辉 马宏伟 刘志明 |
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| 作者单位： | 西安科技大学机械工程学院;陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室;西安煤矿机械有限公司 |
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| 基金项目： | 国家绿色制造系统集成资助项目(工信部节函[2017]327号);陕西省重点研发计划资助项目(2018ZDCXL-GY-06-04);陕西省创新能力支撑计划资助项目(2018TD-032) |
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| 摘 要： | 针对煤矿井下悬臂式掘进机机身及截割头位姿测量难题,提出一种基于激光束和红外光斑特征的悬臂式掘进机机身及截割头位姿视觉测量系统。在掘进工作面的巷道顶部安装3个激光指向仪,通过固定安装在掘进机机身上的防爆相机对激光束图像进行采集,利用改进的随机Hough变换对激光束进行直线检测,通过建立的基于两点三线的掘进机位姿解算模型得到掘进机机身在巷道坐标下的位姿。同时,通过防爆相机对截割部所安装的红外标靶图像进行采集,利用高斯曲面拟合算法对光斑进行中心定位,通过建立的基于对偶四元数的掘进机截割头位姿解算模型得到截割头在机身坐标系下的位姿,结合得到的机身坐标系与巷道坐标系间的转换关系,得到巷道坐标系下的截割头中心点位姿。最终,在实验室搭建了掘进机机身及截割头位姿视觉测量平台,并在该平台上模拟掘进机的实际工况位姿,结果表明,该方法测得的掘进机截割头中心点在巷道坐标系下的姿态测量误差在0.5°范围以内,位置测量误差在40mm以内,可以满足掘进机机身及截割头位姿自动、准确、实时测量的要求。
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| 关 键 词： | 悬臂式掘进机 截割头位姿 视觉测量 随机HOUGH变换 高斯曲面拟合 |
Research on position and posture measurement system of body and cutting head for boom-type roadheader based on machine vision |
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| YANG Wenjuan,ZHANG Xuhui,MA Hongwei,LIU Zhiming. Research on position and posture measurement system of body and cutting head for boom-type roadheader based on machine vision[J]. Coal Science and Technology, 2019, 0(6): 50-57 |
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| Authors: | YANG Wenjuan ZHANG Xuhui MA Hongwei LIU Zhiming |
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| Affiliation: | (School of Mechanical Engineering,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an710054,China;Shaanxi Key Laboratoty of Mine Electromechanical Equipment Intelligence Monitoring,Xi’an710054,China;Xi’an Coal Mining Machinery Co.,Ltd.,Xi’an 710032,China) |
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| Abstract: | YANG Wenjuan;ZHANG Xuhui;MA Hongwei;LIU Zhiming(School of Mechanical Engineering,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an710054,China;Shaanxi Key Laboratoty of Mine Electromechanical Equipment Intelligence Monitoring,Xi’an710054,China;Xi’an Coal Mining Machinery Co.,Ltd.,Xi’an 710032,China) |
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| Keywords: | boom-type roadheader cutting head position and posture vision measurement random Hough transform gaussian surface fitting |
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