懸臂式掘進機位姿檢測是綜掘工作面自動化的基礎和前提。只有獲取穩定可靠的掘進機實時位姿，才能夠在此基礎上進行綜掘工作面自動化、智能化改造工作。

為了提高井下綜掘工作面的生產效率，西安電子科技大學機電工程學院的研究團隊提出一種基于機器視覺和傾角傳感器的懸臂式掘進機位姿檢測系統,使用井下礦用防爆式激光指向儀作為激光光源，在掘進機上搭載立體式激光標靶，能夠在不大幅調整井下現有施工工藝和設備的前提下，滿足懸臂式掘進機實時位姿檢測的需求。同時通過一系列實驗驗證了該方法的有效性和可靠性。

傾角傳感器數據濾波實驗

傾角傳感器作為位姿檢測系統的兩大信息輸入源之一，?其測量的實時角度數據的精度和穩定性直接影響最終輸出的位姿數據的正確性。

實驗中使用NOKOV度量動作捕捉系統的傾角數據為基準對濾波前后的傾角傳感器數據進行了比較，結果表明傾角傳感器在運動過程中使用卡爾曼濾波前后的角度誤差有明顯減低，卡爾曼濾波方法在實時角度測量過程中具有必要性和有效性。

繞Y軸旋轉角度誤差

位姿檢測系統室內實驗

研究團隊設計位姿檢測系統的主要目的是實時檢測懸臂式掘進機相對于巷道設計軸線的偏轉角、俯仰角、橫滾角、橫向偏距和縱向偏距等五個位姿參數。在位姿檢測系統的室內實驗部分，研究團隊以NOKOV度量動作捕捉系統測量的室內實驗樣機在全局坐標系下的位姿作為基準，來對室內樣機的激光標靶的這五個位姿參數進行評估分析，以此檢驗位姿檢測系統輸出的位姿數據的正確性。

全局坐標系標定與激光標靶上Mark點布置

室內實驗統計與分析

實驗結果表明，搭載位姿檢測系統的室內實驗樣機在2m距離內的角度測量誤差在0.1°左右，偏距測量誤差在0.2mm左右。再將室內實驗樣機的小模型誤差折算到實際工作環境下，假設偏距測量誤差和照射距離成線性關系，則系統在200m距離內的偏距測量誤差在4.8mm左右，滿足實用場景的測量精度要求。

參考文獻：

參考文獻：張世雄. 基于機器視覺和傾角傳感器的位姿檢測系統及驗證[D].西安電子科技大學, 2021.DOI:10.27389/d.cnki.gxadu.2021.000178.

文獻鏈接：

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=3uoqIhG8C475KOm_zrgu4lQARvep2SAkueNJRSNVX-zc5TVHKmDNknf3MUutJnoEOJn-OQH1-XB6RKJEw-wjQ6MoixRBBzcC&uniplatform=NZKPT