一种液压支架移架对准状态监测方法与流程

本发明涉及智能型控制器，具体涉及一种液压支架移架对准状态监测方法。

背景技术：

1、综采工作面有采煤机、刮板运输机和液压支架等设备构成。刮板运输机是由一节一节溜槽连接起来构成的，由刮板运输机的连接孔和液压支架推移杆连接头通过销子固定连接，通过工作面液压支架推移千斤顶的伸缩动作，现实刮板运输机的移动。多台液压支架在工作面依次排列，其各自的位置在工作面受到刮板运输机约束，但各自之间相互的位置并没有约束，是一个半浮动系统。在工作时，为了实现工作面的正常运转，多个工作面液压支架之间需要保持一定的直线度，即多个工作面液压支架基本处于同一直线上。同时，在采煤过程中，刮板运输机是采煤机运行的轨道，所以在工作面液压支架推溜以后要求刮板运输机同样具有较好的直线度，以保证采煤机割煤质量。

2、目前，液压支架手动系统工作面全部靠人工进行工作面液压支架的推溜或拉溜来进行刮板运输机的调直控制，液压支架电液控制系统采用行程传感器进行液压支架的推移控制。但是，现有技术中，实现液压支架的直线度控制较为困难，更难以实现液压支架的姿态相关的精确监测，现有技术中往往通过硬件测量系统进行液压支架的移架对准状态的监测，由于硬件系统硬件结构复杂，测量误差较大，精度较低，因此，现有技术中，缺乏有关于液压支架移架对准状态的精确监测方案，用来精确和便捷的监测工作面液压支架的对准状态。

3、因此，现有技术还有待进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种液压支架移架对准状态监测方法，以解决现有技术存在的问题。

2、为达到上述技术目的，本发明提供了一种液压支架移架对准状态监测方法，所述液压支架包括顶梁和控制模块，所述方法包括：

3、s100、将多个相同型号规格的所述液压支架沿工作面依次排列，将任意两个相邻的液压支架记为第一液压支架和第二液压支架，在所述第一液压支架的第一顶梁上设置第一光学标记物组合，在所述第二液压支架的第二顶梁上设置第二光学标记物组合；

4、s200、在移架过程中，利用光学相机按照预设时间间隔拍摄同时包含第一光学标记物组合和第二光学标记物组合的当前帧图像，进而获取第一光学标记物组合的第一位置信息和第二光学标记物组合的第二位置信息；

5、s300、获取第一液压支架对应的第一液压支架三维模型，获取第二液压支架对应的第二液压支架三维模型，根据第一液压支架三维模型与第一位置信息计算第一顶梁的第一实际位姿，根据第二液压支架三维模型与第二位置关系计算第二顶梁的第二实际位姿，根据第一实际位姿确定第一顶梁的第一rpy欧拉角和第一质心坐标，根据第二实际位姿确定第二顶梁的第二rpy欧拉角和第二质心坐标，根据第一rpy欧拉角、第一质心坐标、第二rpy欧拉角、第二质心坐标，判定第一顶梁和第二顶梁是否对准，进而判定第一液压支架和第二液压支架的移架对准状态是否符合要求。

6、具体的，所述根据第一液压支架三维模型与第一位置信息计算第一顶梁的第一实际位姿，根据第二液压支架三维模型与第二位置关系计算第二顶梁的第二实际位姿，包括：

7、定义在第一液压支架三维模型的模型空间中，以水平面为xoy平面、z轴为垂直向下、坐标系原点为第一顶梁的质心，建立第一模型空间坐标系；并在第二液压支架三维模型的模型空间中的按照相同方法建立第二模型空间坐标系，确定所述第一液压支架三维模型与第一光学标记物组合的第一位置转换关系；确定所述第二液压支架三维模型与第二光学标记物组合的第二位置转换关系，基于所述第一位置信息与第一位置转换关系计算第一顶梁的第一实际位姿，基于所述第二位置信息与第二位置转换关系计算第二顶梁的第二实际位姿。

8、具体的，所述第一光学标记物组合、第二光学标记物组合均包括至少三个光学标记物，所述至少三个光学标记物不在同一直线上，且第一光学标记物组合中的任意两个光学标记物的距离与第二光学标记物组合中的任意两个光学标记物的距离均不相同。

9、具体的，获取所述第一液压支架三维模型对应的每个质量元素的质量数据、每个质量元素的x、y和z坐标数据和第一顶梁的总质量数据，利用下列公式计算第一质心坐标(x1,y1,z1):

10、x1＝(σmixi)/m；

11、y1＝(σmiyi)/m；

12、z1＝(σmizi)/m；

13、其中，mi表示第一顶梁(2)的每个质量元素的质量，xi、yi和zi分别表示第一顶梁(2)的每个质量元素的x、y和z坐标，σ表示对第一顶梁(2)的所有质量元素求和，m表示第一顶梁(2)的总质量；

14、按照同样方法计算第二质心坐标(x2,y2,z2)。

15、具体的，所述第一rpy欧拉角包括第一俯仰角、第一滚转角和第一偏航角,所述第二rpy欧拉角包括第二俯仰角、第二滚转角和第二偏航角，所述根据第一rpy欧拉角、第一质心坐标、第二rpy欧拉角、第二质心坐标，判定第一顶梁和第二顶梁是否对准，包括：

16、计算x2和x1的差值的绝对值，记为第一偏差值；

17、计算y2和y1的差值的绝对值，记为第二偏差值；

18、计算z2和z1的差值的绝对值，记为第三偏差值；

19、计算第一俯仰角和第二俯仰角的差值的绝对值，记为第四偏差值；

20、计算第一滚转角和第二滚转角的差值的绝对值，记为第五偏差值；

21、计算第一偏航角与第二偏航角的差值的绝对值，记为第六偏航角；

22、根据第一偏差值、第二偏差值、第三偏差值、第四偏差值、第五偏差值、第六偏差值，判定第一顶梁和第二顶梁是否对准。

23、具体的，所述根据第一偏差值、第二偏差值、第三偏差值、第四偏差值、第五偏差值、第六偏差值，判定第一顶梁和第二顶梁是否对准，包括：

24、根据第一偏差值、第二偏差值、第三偏差值判定第一顶梁和第二顶梁是否运动到位；

25、根据第四偏差值、第五偏差值、第六偏差值判定第一顶梁和第二顶梁是否发生相对异常倾斜；

26、根据上述判定结果判定第一顶梁和第二顶梁是否对准。

27、具体的，根据第一偏差值、第二偏差值、第三偏差值判定第一顶梁和第二顶梁是否运动到位，包括：

28、判定第一偏差值是否大于或等于第一预设阈值；

29、判定第二偏差值是否大于或等于第二预设阈值；

30、判定第三偏差值是否大于或等于第三预设阈值；

31、若第一偏差值小于第一预设阈值，且第二偏差值小于第二预设阈值，且第三偏差值小于第三预设阈值，判定第一顶梁和第二顶梁运动到位，输出有关于第一顶梁和第二顶梁运动到位的提示信号；

32、若第一偏差值大于或等于第一预设阈值，或第二偏差值大于或等于第二预设阈值，或第三偏差值大于或等于第三预设阈值；判定第一顶梁或第二顶梁没有运动到位，输出有关于第一顶梁或第二顶梁没有运动到位的报警信号。

33、具体的，所述根据第四偏差值、第五偏差值、第六偏差值判定第一顶梁和第二顶梁是否发生相对异常倾斜，包括：

34、判定第四偏差值是否大于或等于第四预设阈值；

35、判定第五偏差值是否大于或等于第五预设阈值；

36、判定第六偏差值是否大于或等于第六预设阈值；

37、若第四偏差值小于第四预设阈值，且第五偏差值小于第五预设阈值，且第六偏差值小于第六预设阈值，判定第一顶梁和第二顶梁未发生相对异常倾斜，输出有关于第一顶梁和第二顶梁未发生相对异常倾斜的提示信号；

38、若第四偏差值大于或等于第四预设阈值，或第五偏差值大于或等于第五预设阈值，或第六偏差值大于或等于第六预设阈值，判定第一顶梁和第二顶梁发生相对异常倾斜，输出有关于第一顶梁和第二顶梁发生相对异常倾斜的报警信号。

39、具体的，所述根据上述判定结果判定第一顶梁和第二顶梁是否对准，进而判定第一液压支架和第二液压支架的移架对准状态是否符合要求，包括：

40、若第一顶梁和第二顶梁运动到位且第一顶梁和第二顶梁未发生相对异常倾斜，判定第一顶梁和第二顶梁对准，进而判定第一液压支架和第二液压支架的移架对准状态符合要求，输出有关于第一顶梁和第二顶梁对准的提示信号，并输出有关于第一液压支架和第二液压支架的移架对准状态符合要求的提示信号。

41、具体的，所述根据上述判定结果判定第一顶梁和第二顶梁是否对准，进而判定第一液压支架和第二液压支架的移架对准状态是否符合要求，还包括：

42、若第一顶梁或第二顶梁没有运动到位，或第一顶梁和第二顶梁发生相对异常倾斜，判定第一顶梁和第二顶梁没有对准，进而判定第一液压支架和第二液压支架的移架对准状态不符合要求，输出有关于第一顶梁和第二顶梁没有对准的报警信号，并输出有关于第一液压支架和第二液压支架的移架对准状态不符合要求的报警信号。

43、有益效果：

44、本发明实现了仅通过拍摄同时包含第一光学标记物组合、第二光学标记物组合的当前帧图像，即可实现对相邻液压支架移架对准状态的精确监测，且能够实现相邻液压支架的顶梁是否运动到位以及是否发生相对异常倾斜的精确监测，很大程度上简化了硬件系统，且无需复杂算法建模，很大程度上提高了本发明的智能化程度和可用性、大大拓展了本发明的应用场景。