CN110595462B - 一种直线拟合的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直线拟合的方法，按照采煤机的行进方向重新定义坐标系，方便使用者对采煤机轨迹进行直观观察，实现实时对接联控采煤机自主记忆截割系统进行采煤机工作运行轨迹的联动调整以及工作面的直线控制、水平控制及调高控制，有效消除了由于地理坐标系造成的采煤机轨迹难以分析的问题，从而能对采煤机进行高精度惯导定位导航，获取实时的、高精度的采煤机多方向的速度、加速度、位移等数据信息以及精确的采煤工作面倾角、俯仰采角度等数据信息，有效实现减员增效，加速推进真正意义上的综合联采机械自动化；大大提高采煤机联采工作效率及设备的可靠利用率，降低智能化采煤生产成本。

Description

一种直线拟合的方法
技术领域
本发明涉及采煤机运行轨迹控制技术领域，具体为一种直线拟合的方法。
背景技术
由于采煤机和飞机利用惯导的目的存在差异，飞机是需要确定飞机的地理坐标，而采煤机是需要知道采煤机的运行轨迹，通过分析运行轨迹有效调控液压支架推移，从而实现实时对接联控采煤机自主记忆截割系统进行采煤机工作运行轨迹的联动调整以及工作面的直线控制、水平控制及调高控制。因此，目前惯导所应用的地理坐标系不能满足采煤机的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直线拟合的方法，对在地理坐标系中生成的采煤机位移曲线，通过直线拟合，重新生成在采煤机重新定义的坐标系内，使采煤机的行进曲线基本平行于x轴，方便使用者观察，有效消除了由于地理坐标系造成的采煤机轨迹难以分析的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种直线拟合的方法，按照采煤机的行进方向重新定义坐标系，方便使用者对采煤机轨迹进行直观观察，实现实时对接联控采煤机自主记忆截割系统进行采煤机工作运行轨迹的联动调整以及工作面的直线控制、水平控制及调高控制，具体步骤如下：
步骤1）：输入采煤机采煤空间位置坐标曲线；
步骤2）：对输入的空间坐标曲线进行直线拟合：
其中：设X和Y之间的函数关系由直线方程给出：
Figure 594275DEST_PATH_IMAGE002
公式中有两个待定参数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
代表截距，
Figure 425834DEST_PATH_IMAGE004
代表斜率；
用最小二乘法估计参数，要求观测值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
的偏差的加权平方和为最小，对于等精度观测值的直线拟合来说，均方误差为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
在微积分理论中，
Figure 678961DEST_PATH_IMAGE008
的极小值要满足：
Figure 966852DEST_PATH_IMAGE010
Figure 762770DEST_PATH_IMAGE012
用克莱姆方法解出方程：
Figure 375017DEST_PATH_IMAGE014
Figure 866172DEST_PATH_IMAGE016
步骤3）：结合直线拟合结果，调整坐标系，计算支架应推距离，同时把计算结果传给智能综合计算模块；
步骤4）：智能综合计算模块按照参照历史数据和专家数据设计的计算模型对数据进行自动修正；
步骤5）：智能综合计算模块把修正后的数据传给工作面系统，完成系统取直。
更进一步地，步骤1）中采煤机空间位置坐标定义为：采煤机行进的方向为x轴，采煤机截割煤壁方向为y轴，采煤机的上方为z轴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种直线拟合的方法，有效消除了由于地理坐标系造成的采煤机轨迹难以分析的问题，从而能对采煤机进行高精度惯导定位导航，获取实时的、高精度的采煤机多方向的速度、加速度、位移等数据信息以及精确的采煤工作面倾角、俯仰采角度等数据信息，并实时对接联控采煤机自主记忆截割系统进行采煤机工作运行轨迹的联动调整以及工作面的直线控制、水平控制及调高控制；更好的实现煤矿生产现场的本质化人机安全；有效实现减员增效，加速推进真正意义上的综合联采机械自动化；大大提高采煤机联采工作效率及设备的可靠利用率；为下一步智能化开采远程集控与可持续性联机整合自主运行打下基础，有力加强生产区域的设备自主国产化水平，大大降低智能化采煤生产成本。
附图说明
图1为本发明的直线拟合前界面示意图；
图2为本发明的直线拟合后界面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例中：提供一种直线拟合的方法，按照采煤机的行进方向重新定义坐标系，方便使用者对采煤机轨迹进行直观观察，实现实时对接联控采煤机自主记忆截割系统进行采煤机工作运行轨迹的联动调整以及工作面的直线控制、水平控制及调高控制，具体步骤如下：
步骤一：输入采煤机采煤空间位置坐标曲线；
步骤二：对输入的空间坐标曲线进行直线拟合：
其中：设X和Y之间的函数关系由直线方程给出：
Figure 97433DEST_PATH_IMAGE002
公式中有两个待定参数，
Figure 606912DEST_PATH_IMAGE003
代表截距，
Figure 904907DEST_PATH_IMAGE004
代表斜率；
用最小二乘法估计参数，要求观测值
Figure 7992DEST_PATH_IMAGE005
的偏差的加权平方和为最小，对于等精度观测值的直线拟合来说，均方误差为：
Figure 574103DEST_PATH_IMAGE007
在微积分理论中，
Figure 203667DEST_PATH_IMAGE008
的极小值要满足：
Figure 829821DEST_PATH_IMAGE010
Figure 29989DEST_PATH_IMAGE012
用克莱姆方法解出方程：
Figure 868632DEST_PATH_IMAGE014
Figure 24807DEST_PATH_IMAGE016
步骤三：结合直线拟合结果，调整坐标系，计算支架应推距离，同时把计算结果传给智能综合计算模块；
步骤四：智能综合计算模块按照参照历史数据和专家数据设计的计算模型对数据进行自动修正；
步骤五：智能综合计算模块把修正后的数据传给工作面系统，完成系统取直。
在上述实施例中，由于惯导平台一般使用地理坐标系，其中的x轴是东向，y轴是北向，z轴是天向，而本发明需要的是观察采煤机的行进轨迹和轨迹直线度，需要按照采煤机的行进方向重新定义坐标系，即采煤机行进的方向为x轴，采煤机截割煤壁方向为y轴，采煤机的上方为z轴，需要对在地理坐标系中生成的采煤机位移曲线，通过直线拟合，重新生成在采煤机重新定义的坐标系内，使采煤机的行进曲线基本平行于x轴，方便使用者观察。
工作原理：本发明提供的一种直线拟合的方法，有效消除了由于地理坐标系造成的采煤机轨迹难以分析的问题，从而能对采煤机进行高精度惯导定位导航，获取实时的、高精度的采煤机多方向的速度、加速度、位移等数据信息以及精确的采煤工作面倾角、俯仰采角度等数据信息，并实时对接联控采煤机自主记忆截割系统进行采煤机工作运行轨迹的联动调整以及工作面的直线控制、水平控制及调高控制；更好的实现煤矿生产现场的本质化人机安全；有效实现减员增效，加速推进真正意义上的综合联采机械自动化；大大提高采煤机联采工作效率及设备的可靠利用率；为下一步智能化开采远程集控与可持续性联机整合自主运行打下基础，有力加强生产区域的设备自主国产化水平，大大降低智能化采煤生产成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种直线拟合的方法，其特征在于，按照采煤机的行进方向重新定义坐标系，方便使用者对采煤机轨迹进行直观观察，实现实时对接联控采煤机自主记忆截割系统进行采煤机工作运行轨迹的联动调整以及工作面的直线控制、水平控制及调高控制，具体步骤如下：
步骤1）：输入采煤机采煤空间位置坐标曲线；
步骤2）：对输入的空间坐标曲线进行直线拟合：
其中：设X和Y之间的函数关系由直线方程给出：
Figure 521760DEST_PATH_IMAGE002
公式中有两个待定参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
代表截距，
Figure 126047DEST_PATH_IMAGE004
代表斜率；
用最小二乘法估计参数，要求观测值
Figure DEST_PATH_IMAGE005
的偏差的加权平方和为最小，对于等精度观测值的直线拟合来说，均方误差为：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
在微积分理论中，
Figure 47605DEST_PATH_IMAGE008
的极小值要满足：
Figure 545582DEST_PATH_IMAGE010
Figure 520491DEST_PATH_IMAGE012
用克莱姆方法解出方程：
Figure 533447DEST_PATH_IMAGE014
Figure 415952DEST_PATH_IMAGE016
步骤3）：结合直线拟合结果，调整坐标系，计算支架应推距离，同时把计算结果传给智能综合计算模块；
步骤4）：智能综合计算模块按照参照历史数据和专家数据设计的计算模型对数据进行自动修正；
步骤5）：智能综合计算模块把修正后的数据传给工作面系统，完成系统取直。
2.如权利要求1所述的一种直线拟合的方法，其特征在于，步骤1）中采煤机空间位置坐标定义为：采煤机行进的方向为x轴，采煤机截割煤壁方向为y轴，采煤机的上方为z轴。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006037197A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-21 Lmbv Lausitzer Und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft Mbh Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Pellets aus Eisenhydroxidschlämmen sowie deren Verwendung
CN104058215A (zh) * 2014-06-05 2014-09-24 中国矿业大学 基于采煤机绝对运动轨迹的刮板输送机动态校直方法
CN108957405A (zh) * 2018-07-03 2018-12-07 中国矿业大学 一种采煤工作面刮板输送机直线度的检测方法
CN109166113A (zh) * 2018-08-23 2019-01-08 江苏中机矿山设备有限公司 一种采煤机截割控制系统及截割轨迹规划方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006037197A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-21 Lmbv Lausitzer Und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft Mbh Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Pellets aus Eisenhydroxidschlämmen sowie deren Verwendung
CN104058215A (zh) * 2014-06-05 2014-09-24 中国矿业大学 基于采煤机绝对运动轨迹的刮板输送机动态校直方法
CN108957405A (zh) * 2018-07-03 2018-12-07 中国矿业大学 一种采煤工作面刮板输送机直线度的检测方法
CN109166113A (zh) * 2018-08-23 2019-01-08 江苏中机矿山设备有限公司 一种采煤机截割控制系统及截割轨迹规划方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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采煤机截割部机电传动系统动力学特性分析;刘长钊;《机械工程学报》;20160430;第14-22页 *

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