CN109974715B - 捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法，属于煤矿井下掘进机自主导航领域。该系统由捷联惯导系统、线形光斑识别系统、电子罗盘系统和导航主机组成。在掘进机处于静止状态时，电子罗盘系统测得掘进机的航向角、横滚角和俯仰角；线形光斑识别系统测得掘进机的位置信息，从而得到掘进机初始位置和姿态信息，并发送到导航主机。捷联惯导系统从导航主机提取掘进机的初始位置和姿态信息以完成自身的初始对准。在掘进机向前行进时，已经完成初始对准的捷联惯导系统实时输出掘进机的速度、位置和姿态角信息，通过导航主机将这些信息发送到远端显示设备。实现了煤矿井下狭长密闭巷道中掘进机的自主精准导航。

Description

捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法

技术领域

本发明涉及一种捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法，属于煤矿井下掘进机自主导航领域。

背景技术

煤炭是我国的主体能源。由于煤矿井下环境恶劣、安全事故频发，因此实现煤矿开采的无人、少人化成为煤炭采掘装备领域研究的热点问题。悬臂式掘进机是进行煤矿巷道掘进工作的核心装备，实现掘进机的实时、精准地自主导航定位是实现巷道掘进工作自动化的基础。

传统的掘进机导航方式是利用安装在掘进机后方巷道顶板中线上的激光指向仪发射线激光，线激光投射在巷道截割断面上形成光斑，掘进机司机靠肉眼感知光斑的位置来判定掘进机行进的方向。由于掘进工作黑暗、面粉尘浓度大、巷道地板起伏不平，人工很难准确判断掘进机的位置和掘进方向，掘进效率低，容易造成超挖、欠挖同时煤矿工人安全无法保障。

目前，国内外关于煤矿井下掘进机的导航研究主要的方法有基于iGPS技术的位姿检测方法、基于空间交汇技术的位姿检测方法、基于超宽带测量技术的位姿检测方法、基于机器视觉技术的位姿检测方法、基于纯惯性技术检测方法等。

所述的基于iGPS技术的位姿检测方法是通过安装在悬臂式掘进机后方的红外激光发射器发射扇面激光，固定在掘进机机身的接收器感应扇面激光，可得到发射器和接收器之间的水平角和垂直角，从而解算出掘进机的位置和姿态。该方法虽有一定的测量精度，但是其环境适应性差，很难应用到环境恶劣的掘进工作面。

所述的基于空间交汇技术的位姿检测方法是以角度测量为基础，通过安装在悬臂式掘进机机身上不同位置的旋转扇面激光发射器发射旋转扇面激光，当三束及以上激光交汇到激光接收器，可得到发射器在巷道坐标系中的坐标，进而可知掘进机在巷道中的姿态。该方法环境适应性好、灵活度高，由于是新兴技术可靠性低，应用在煤矿井下的技术风险大。

所述基于超宽带测量技术的位姿检测方法是利用一种以GHz量级带宽的无线电波信号测距技术为基础，通过掘进机后方的定位基站群发射无线电信号，掘进机机身上的定位点接收无线电信号，可得到一组距离数据，经过解算可得到掘进机在巷道中的位姿信息。该方法测量精度高，但掘进工作面空间狭小、障碍物多，无线电信号极易被干扰，对精度影响大。

所述基于纯惯性技术的位姿检测方法，利用固连在掘进机上的惯性测量单元，测得掘进机相对于惯性坐标系三个轴方向上的角速度和加速度，通过解算和坐标变换可实时得到掘进机在巷道中的位置坐标和三个姿态角。该方法不与外界环境发生交互，环境适应性强，可实现自主式测量，但其位置信息受时间影响较大，定位误差极大，需要其它方式进行标定。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对煤矿井下狭长密闭巷道中掘进工作面传统的悬臂式掘进机自主导航方法的种种缺陷，提出一种捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法，主要包括捷联惯导和线形光斑识别组合的掘进机自主导航系统的硬件系统设计、组合导航策略及方法，解决所有掘进机导航定位不精确，不能实现实时自主式导航的问题。

技术方案：本发明的目的是这样实现的：该系统主要包括捷联惯导系统、线形光斑识别系统、电子罗盘系统和导航主机等组成。其中，捷联惯导系统包括三轴光纤陀螺仪、三轴加速度计、数据微处理单元和捷联惯导防爆外壳；线形光斑识别系统包括扇面激光发射器和激光标靶；电子罗盘系统包括磁阻传感器和双轴倾角仪。

所述的捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：所述的捷联惯导系统包括三轴光纤陀螺仪、三轴加速度计、数据微处理单元和捷联惯导防爆外壳。三轴光纤陀螺仪、三轴加速度计和数据微处理单元固定在捷联惯导防爆外壳内，捷联惯导防爆外壳固定在掘进机电控箱内。三轴光纤陀螺仪和三轴加速度计实时测得掘进机在机体坐标系下相对惯性空间的三轴方向的角速度信息和加速度信息；数据微处理单元采集三轴光纤陀螺仪和三轴加速度计测得的角速度信息和加速度信息，利用解算算法可以解算出掘进机实时的姿态角信息(航向角、俯仰角和横滚角)和速度、位置信息，并将这些信息实时发送到导航主机。

所述的捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：所述的线形光斑识别系统包括扇面激光发射器和激光标靶。其中，激光标靶包括光敏探测元件、后续连接电路和单片机。扇面激光发射器安装在掘进机后方巷道顶板中线上发射扇面激光，扇面激光垂直投射在水平安装在掘进机机身上的激光标靶上。激光探测标靶由单行紧密排列的光敏探测元件组成，每个光敏探测元件标有特定坐标序号。当某位置的光敏探测元件受到光源刺激时会产生电信号，电信号经过后续连接电路的处理，传输到单片机进行解算，可以得到扇面激光投射在激光标靶上的线形光斑位置，通过进一步解算可以得到掘进机当前时刻的位置信息，并将这些信息实时发送到导航主机。

所述的捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：所述的电子罗盘系统水平安装在掘进机电控箱内，由磁阻传感器和双轴倾角仪组成。磁阻传感器实时测量掘进机机身所处位置的地球磁场信息，通过对地球磁场方向的测量并根据地球磁极理论进行掘进机的航向角解算。双轴倾角仪实时测量掘进机机身水平面与大地平面在巷道横截面的夹角和在巷道纵截面的夹角，即为掘进机的绝对翻滚角和绝对俯仰角。根据巷道的设计坡度可得到掘进机的相对翻滚角和相对俯仰角。通过接口电路将这三个姿态角信息实时发送到导航主机。

所述的捷联惯导和线形光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：所述的导航主机安装在掘进机电控箱内，通过通讯电路与惯性导航系统、线形光斑识别系统和电子罗盘系统相连。导航主机接收来自这三个系统的导航信息并对来自不同系统的信息进行融合，得到精准的导航数据，并将这些数据发送到远端的显示设备。

所述的捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：所述的所有的装置均为矿用防爆或本质安全型设备。

所述的捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：在掘进机处于静止状态时，电子罗盘系统测得掘进机的航向角、横滚角和俯仰角；线形光斑识别系统测得掘进机的位置信息，从而得到掘进机初始位置和姿态信息，并发送到导航主机。捷联惯导系统从导航主机提取掘进机的初始位置和姿态信息以完成自身的初始对准。在掘进机向前行进时，已经完成初始对准的捷联惯导系统实时输出掘进机的速度、位置和姿态角信息，通过导航主机将这些信息发送到远端显示设备。

所述的捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其导航方法是：将对掘进机的导航分为初、中、末三个阶段。根据掘进机的实际工况和掘进工艺流程，在一个掘进工艺循环中，掘进机由初始位置前进到巷道截割断面进行截割落煤，然后掘进机后退，工作人员进行新掘进巷道的支护，如此往复。具体导航方法是：

(1)初始阶段：上一循环中新掘进巷道完成支护后，掘进机向前行进之前，掘进机处于静止状态。线形光斑识别系统检测掘进机静态的初始位置信息，得到掘进机的偏移距离；电子罗盘系统检测掘进机的姿态角信息，磁阻传感器测得掘进机初始航向角，双轴倾角仪测得掘进机的初始翻滚角和俯仰角。捷联惯导系统首先自身进行粗对准，然后利用上述两系统测得的初始位置和姿态信息建立观测方程，通过融合算法对捷联惯导进行精对准，以完成捷联惯导的初始化。

(2)中间阶段：掘进机从后方位置向巷道截面行进。捷联惯导系统中三个方向的光纤陀螺仪和加速度计实时高频地更新掘进机的角速度信息和加速度信息，经过数据微处理单元解算可得到掘进机动态地姿态、速度和位置信息，经过坐标转换和数据处理，可实时得到掘进机的行进轨迹，与巷道的设计中线作对比可得掘进机的偏移距离，以完成掘进机的实时导航。

(3)末尾阶段：掘进机行进至巷道界截面，进行掏槽之前。捷联惯导系统首先进行零速校正，利用停车时速度为零的特点，将速度误差作为观测量，来对掘进机的位置信息进行校正。与此同时，再次使用线形光斑识别系统测得掘进机的偏移距离，经过坐标转换，对掘进机此时的位置进行水平方向的校正，为掘进机的精准截割提供精准参数。

本发明捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统与现有掘进机位姿检测系统对比，具有明显的优点与有益效果。借由上述技术方案，本发明提供的捷联惯导和线形光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点:

(1)本发明通过惯性器件对悬臂式掘进机进行导航，捷联惯导结构简单、体积小、重量轻、维护简单、不需要与外部环境进行信息交互，可以实现独立自主定位导航，有较强的环境适应性和较高的可靠性。

(2)本发明采用线形光斑识别系统和电子罗盘系统可以精确地测量掘进机静态的位置和姿态，为捷联惯导提供初始位姿参数和导航数据校准提供依据，能较好地解决纯惯性导航定位信息误差大的缺点。

(3)本发明将捷联惯导技术与线形光斑识别技术相结合，两者优势互补，既结合了线形光斑技术测量高精度的特点，又利用了捷联惯导技术环境适应性强，测量数据实时性好的优点。

(4)与传统导航方式相比，减少了人员的投入，保障了人员安全，减少了人为判断误差，提高了导航数据的精确性，极大地避免了巷道掘进超挖、欠挖、偏掘的问题。

(5)本发明可以实时准确的得到掘进机工作时的导航数据及位姿偏差，为之后的掘进机位姿误差消除、自动截割、远程化和无人化控制提供了基础。

综上所述，本发明捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法，可实现掘进过程中掘进机位姿状态的自主实时检测，提供了掘进机的精确导航参数，为掘进机位姿误差消除、自动截割、远程化和无人化控制提供了基础。大大减轻了掘进机操控人员的工作强度及工作压力，甚至将掘进机操控人员从巷道掘进工作的危险中解放出来。该系统适用于所有采用悬臂式掘进机的综掘工作面，对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有创新性与技术进步性。不仅具有很高的经济价值，而且具有很好的社会价值。

如上所述是本发明的基本构思。但是，在本发明的技术领域内，只要具备最基本的知识，可以对本发明的其他可操作的实施例进行改进。在本发明中对实质性技术方案提出了专利保护请求，其保护范围应包括具有上述技术特点的一切变化方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

附图说明

图中：

图1是本发明系统图

图2是本发明结构组成示意图

图3是本发明结构组成俯视示意图

图4是激光标靶结构示意图

图5是线形光斑识别系统参数解算示意图

1：捷联惯导系统 2：线形光斑识别系统

3：电子罗盘系统 4：导航主机

5：掘进机电控箱 6：三轴光纤陀螺仪

7：三轴加速度计 8：数据微处理单元

9：捷联惯导防爆外壳 10：掘进机

11：激光标靶 12：扇面激光发射器

13：磁阻传感器 14：双轴倾角仪

15：激光扇面 16：线形光斑

17：光敏探测元件 18：后续连接电路

19：单片机 20：激光标靶机架

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

本发明较佳实施例的一种捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法，如图1、图2、图3所示，由捷联惯导系统1、线形光斑识别系统2、电子罗盘系统3、导航主机组4成；所述捷联惯导系统1水平安装在掘进机电控箱5内，包括三轴光纤陀螺仪6、三轴加速度计7、数据微处理单元8和捷联惯导防爆外壳9；所述线形光斑系统2由安装在掘进机10机身的激光标靶11和安装在掘进机10后方巷道顶板上的扇面激光发射器12组成；所述电子罗盘系统3安装在掘进机电控箱5内，包括磁阻传感器13和双轴倾角仪14；所述导航主机4安装在掘进机电控箱5内。其中，

捷联惯导系统1中三轴光纤陀螺仪6、三轴加速度计7和数据微处理单元8固定在捷联惯导防爆外壳9内，捷联惯导防爆外壳9固定在掘进机电控箱5内且需保证捷联惯导防爆外壳9的前、侧和水平面和掘进机10的前、侧和水平面平行。

扇面激光发射器12安装位置由矿井测绘部门人员测定，代替传统定向方式中的激光指向仪的位置，作为掘进巷道的方向基准，需保证安装在掘进机10后方巷道顶板中线上，发射的激光扇面15与巷道纵向平面平行且与地面垂直，能与掘进机机身上的激光标靶相交形成线形光斑16。该激光发射器12发射扇面激光15的纵向有效射程为100米。

激光标靶11如图4所示，由光敏探测元件17、后续连接电路18、单片机19和激光标靶机架20组成。光敏探测元件17单排横向紧密排列在激光标靶机架20内，每个光敏探测元件17有特定的编号，中间位置的探测元件17设为零基准点且与掘进机10机身中线重合。激光扇面15垂直照射在激光标靶11上形成线型光斑16，线形光斑所在位置的光敏探测元件17受光源刺激产生电信号，信号经过后续连接电路18传输到单片机19，通过单片机19解算可得到光斑位置到零基准点的距离，经过进一步解算可得到掘进机1的横向偏移距离。解算过程如图5所示，其中，

O点——激光标靶的中点，即激光标靶的零基准点；

A点——扇面激光在激光标靶上形成光斑的点；

B点——过O点向激光束做垂线的垂足；

P点——扇面激光发射器的安装位置；

d——光敏探测元件的直径；

n——线形光斑位置到零基准点之间光敏探测元件的个数；

L——扇面激光发射器轴线与巷道中线在水平面内的距离(如果线激光发射器轴线与巷道中线重合，那么L＝0)；

由图5可得如下关系：

|OB|＝|OA|·cosε-L (1)

设H为掘进机的横向偏移距离，巷道的设计偏角为α,磁阻传感器测得的绝对航向角为β，可得：H＝|OB|,|OA|＝nd，∠OPB为掘进机的航向角且∠OPB＝∠AOB＝ε，ε＝β-α，则式(1)可写为

H＝nd cos(β-α)-L (2)

光敏探测元件紧密排列成一条直线，每个光敏探测元件的直径为5mm，当线性光斑从一个光敏探测元件转移到另一个光敏探测元件时，距离变化的最小单位为5mm，即激光标靶的精度为5mm。为了提高光敏探测元件对线性光斑的识别能力，减小其他光源的干扰，其感光度设有一定的阈值。当光照强度小于35勒克斯时，光敏探测元件不产生感应电流；当光照强度大于35勒克斯时，光敏探测元件产生感应电流且随着光照强度的增大而增大，当感应电流增大到20毫安时即保持此值不再增大。

如图1所示，所述捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统主要包括捷联惯导系统、线形光斑识别系统、电子罗盘系统和定位主机四个部分。在掘进机开始工作之前处于静止状态时，电子罗盘系统测得掘进机的航向角、横滚角和俯仰角；线形光斑识别系统测得掘进机的位置信息，从而得到掘进机初始位置和姿态信息，并发送到导航主机。捷联惯导系统从导航主机提取掘进机的初始位置和姿态信息以完成自身的初始对准。在掘进机向前行进时，已经完成初始对准的捷联惯导系统实时输出掘进机的速度、位置和姿态角信息，通过导航主机将这些信息发送到远端显示设备。

捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统及方法的实施步骤为：

将对掘进机的导航分为初、中、末三个阶段。根据掘进机的实际工况和掘进工艺流程，可知在一个掘进工艺循环中，掘进机由初始位置前进到巷道截割断面进行截割落煤，然后掘进机后退，工作人员进行新掘进巷道的支护，如此往复。具体导航方法是：

(1)初始阶段：上一循环中新掘进巷道完成支护后，掘进机向前行进之前，掘进机处于静止状态。线形光斑识别系统检测掘进机静态的初始位置信息，得到掘进机的偏移距离；电子罗盘系统检测掘进机的姿态角信息，地阻传感器测得掘进机初始航向角，双轴倾角仪测得掘进机的初始翻滚角和俯仰角。捷联惯导系统首先自身进行粗对准，然后利用上述两系统测得的初始位置和姿态信息建立观测方程，通过融合算法对捷联惯导进行精对准，以完成捷联惯导的初始化。

(2)中间阶段：掘进机从后方位置向巷道截面行进。捷联惯导系统中三个方向的光纤陀螺仪和加速度计实时高频地更新掘进机的角速度信息和加速度信息，经过数据微处理单元解算可得到掘进机动态地姿态、速度、位置信息，经过坐标转换和数据处理，可实时得到掘进机的行进轨迹，与巷道的设计中线作对比可得掘进机的偏移距离，以完成掘进机的实时导航。

(3)末尾阶段：掘进机行进至巷道界截面，进行掏槽之前。捷联惯导系统首先进行零速校正，利用停车时速度为零的特点，将速度误差作为观测量，来对掘进机的位置信息进行校正。与此同时，再次使用线形光斑识别系统测得掘进机的偏移距离，经过坐标转换，对掘进机此时的位置进行水平方向的校正，为掘进机的精准截割提供精准参数。

Claims (2)

1.一种捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：该系统主要包括：捷联惯导系统、线形光斑识别系统、电子罗盘系统和导航主机；

所述的捷联惯导系统包括三轴光纤陀螺仪、三轴加速度计、数据微处理单元和捷联惯导防爆外壳，三轴光纤陀螺仪、三轴加速度计和数据微处理单元固定在捷联惯导防爆外壳内，捷联惯导防爆外壳固定在掘进机电控箱内，三轴光纤陀螺仪和三轴加速度计实时测得掘进机在机体坐标系下相对惯性空间的三轴方向的角速度信息和加速度信息；数据微处理单元采集三轴光纤陀螺仪和三轴加速度计测得的角速度信息和加速度信息，通过一定的算法可以解算出掘进机实时的姿态角信息和速度、位置信息，并将这些信息实时发送到导航主机；

所述的线形光斑识别系统包括扇面激光发射器和激光标靶，其中，激光标靶包括光敏探测元件、后续连接电路和单片机，扇面激光发射器安装在掘进机后方巷道顶板中线发射扇面激光，扇面激光垂直投射在水平安装在掘进机机身上的激光探测标靶上，激光探测标靶由单行紧密排列的光敏探测元件组成，每个光敏探测元件标有特定坐标序号，当某位置的光敏探测元件受到光源刺激时会产生电信号，电信号经过后续连接电路的处理，传输到单片机进行解算，可以得到扇面激光投射在激光标靶上的线形光斑位置信息，通过进一步解算可以得到掘进机当前时刻的位置信息，并将这些信息实时发送到导航主机；

所述的电子罗盘系统水平安装在掘进机电控箱内，由磁阻传感器和双轴倾角仪组成，磁阻传感器实时测量掘进机机身所处位置的地球磁场信息，通过对地球磁场方向的测量并根据地球磁极理论进行掘进机的航向角解算，双轴倾角仪实时测量掘进机机身水平面与大地平面在巷道横截面的夹角和在巷道纵截面的夹角，即为掘进机的绝对翻滚角和绝对俯仰角，根据巷道的设计坡度可得到掘进机的相对翻滚角和相对俯仰角，通过接口电路将这三个姿态角信息实时发送到导航主机；

所述的导航主机安装在掘进机电控箱内，通过通讯电路与惯性导航系统、线形光斑识别系统和电子罗盘系统相连，导航主机接收来自这三个系统的导航信息并对来自不同系统的信息进行整合，得到精准的导航数据，并将这些数据发送到远端的显示设备；

所有的装置均为矿用防爆或本质安全型设备；

其导航方法是：

将对掘进机的导航分为初、中、末三个阶段，根据掘进机的实际工况和掘进工艺流程，在一个掘进工艺循环中，掘进机由初始位置前进到巷道截割断面进行截割落煤，然后掘进机后退，工作人员进行新掘进巷道的支护，如此往复，具体导航方法是：

(1)初始阶段：上一循环中新掘进巷道完成支护后，掘进机向前行进之前，掘进机处于静止状态，线形光斑识别系统检测掘进机静态的初始位置信息，得到掘进机的偏移距离；电子罗盘系统检测掘进机的姿态信息，磁阻传感器测得掘进机初始航向角，双轴倾角仪测得掘进机的初始翻滚角和俯仰角，捷联惯导系统首先自身进行粗对准，然后利用上述两系统测得的初始位置和姿态信息建立观测方程，通过融合算法对捷联惯导进行精对准，以完成捷联惯导的初始化；

(2)中间阶段：掘进机向巷道截面行进，捷联惯导系统中三个方向的光纤陀螺仪和加速度计实时高频地更新掘进机的角速度信息和加速度信息，经过数据微处理单元解算可得到掘进机动态地姿态、速度、位置信息，经过坐标转换和数据处理，可实时得到掘进机的行进轨迹，与巷道的设计中线作对比可得掘进机的偏移距离，以完成掘进机的实时导航；

(3)末尾阶段：掘进机在巷道界截面前，进行掏槽之前，捷联惯导系统首先进行零速校正，利用停车时速度为零的特点，将速度误差作为观测量，来对掘进机的位置信息进行校正，与此同时，再次使用线形光斑识别系统测得掘进机的偏移距离，经过坐标转换，对掘进机此时的位置进行水平方向的校正，为掘进机的精准截割提供精准参数。

2.根据权利要求1所述的捷联惯导和光斑识别组合的掘进机自主导航系统，其特征是：在掘进机开始工作之前处于静止状态时，电子罗盘系统测得掘进机的初始航向角、横滚角和俯仰角；线形光斑识别系统测得掘进机的初始位置信息，从而得到掘进机初始位置和姿态信息，并发送到导航主机，捷联惯导系统从导航主机提取掘进机的初始位置和姿态信息以完成自身的初始对准，在掘进机向前行进时，已经完成初始对准的捷联惯导系统实时输出掘进机的速度、位置和姿态角信息，通过导航主机将这些信息发送到远端显示设备。

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