Un método de posicionamiento de roadheader basado en fusión de múltiples sensores
Autores: Wang, Haoran; Li, Zhenglong; Wang, Hongwei; Cao, Wenyan; Zhang, Fujing; Wang, Yuheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un método de posicionamiento de roadheader basado en fusión de múltiples sensores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Minas de carbón
Equipo de cabezal de corte
Odometría Visual-Inercial
SINS
Odometría visual estéreo
Filtro de Kalman
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En las minas de carbón, la posición precisa es vital para el equipo de roadheader. Sin embargo, la mayoría de los roadheaders utilizan un sistema de navegación inercial de correa independiente (SINS) que enfrenta desafíos como la acumulación de errores, deriva, necesidades de alineación inicial, sensibilidad a la temperatura y la demanda de sensores de alta calidad. En este documento, se propone un sistema de Odometría Visual-Inercial (VIO) para roadheader, que combina SINS y odometría visual estéreo para adaptarse a los entornos de minas de carbón. Dadas las condiciones inherentemente poco iluminadas de las minas de carbón, nuestro sistema incluye un módulo de mejora de imagen para preprocesar imágenes, ayudando en la coincidencia de características para la odometría visual estéreo. Además, un filtro de Kalman fusiona los datos de posición de SINS y odometría visual estéreo. Al ser probado contra otros tres métodos en los conjuntos de datos KITTI y EuRoC, nuestro enfoque mostró una notable precisión en el Roadheader EBZ160M-2, con errores de actitud inferiores a 0.2751 grados y discrepancias de posición dentro de 0.0328 m, demostrando sus ventajas sobre SINS.
Descripción
En las minas de carbón, la posición precisa es vital para el equipo de roadheader. Sin embargo, la mayoría de los roadheaders utilizan un sistema de navegación inercial de correa independiente (SINS) que enfrenta desafíos como la acumulación de errores, deriva, necesidades de alineación inicial, sensibilidad a la temperatura y la demanda de sensores de alta calidad. En este documento, se propone un sistema de Odometría Visual-Inercial (VIO) para roadheader, que combina SINS y odometría visual estéreo para adaptarse a los entornos de minas de carbón. Dadas las condiciones inherentemente poco iluminadas de las minas de carbón, nuestro sistema incluye un módulo de mejora de imagen para preprocesar imágenes, ayudando en la coincidencia de características para la odometría visual estéreo. Además, un filtro de Kalman fusiona los datos de posición de SINS y odometría visual estéreo. Al ser probado contra otros tres métodos en los conjuntos de datos KITTI y EuRoC, nuestro enfoque mostró una notable precisión en el Roadheader EBZ160M-2, con errores de actitud inferiores a 0.2751 grados y discrepancias de posición dentro de 0.0328 m, demostrando sus ventajas sobre SINS.