[发明专利]一种精确定位系统及方法

权利要求书

1.一种精确定位方法，用于掘进机截割头的定位；其特征在于：所述精确定位方法为复合定位方法，其包括红外定位方法和磁场定位方法；所述红外定位方法用于对工作过程中因摩擦产热进而产生红外辐射的截割头进行定位；所述磁场定位方法利用处理器中的机器学习算法对样本数据进行训练后构建磁场定位模型，使用所述磁场定位模型对截割头进行磁场定位, 所述红外定位方法利用两个红外相机以及配套的数据采集器采集截割头的空间位置数据，所述两个红外相机位于所述截割头后上方，且平行放置；所述红外定位方法包括以下步骤：步骤一、建立相机坐标系和图像坐标系；

步骤二、根据相似三角形知识，用相机坐标和相机焦距表示图像坐标；

步骤三、以左右两个相机中心连线的中点为原点，建立世界坐标系，在世界坐标系中确定左相机坐标，右相机坐标，左图像坐标和右图像坐标；并以左右相机坐标表示世界坐标系中的点坐标；

步骤四、根据步骤二中的图像坐标以及步骤四中的点坐标联合求得截割头的空间位置坐标，由此获得截割头的空间位置，

在截割头的定位过程中，用红外定位方法获得截割头的红外位置数据，同时用所述磁场定位方法获取截割头的磁场位置数据，在红外位置数据缺失时，用磁场位置数据进行补充定位，

所述磁场定位方法利用处理器中的机器学习算法对样本数据进行训练后构建磁场定位模型包括：构建机器学习定位网络，所述网络包括输入层、隐含层以及输出层；将样本数据输入网络，计算各层的输出及误差，利用输出层的误差更新网络中各层的连接权值和阈值，直到输出层误差小于预定误差，从而获得所需磁场定位模型，将所述磁场定位模型用于截割头的磁场定位。

2.一种精确定位系统，其利用权利要求1所述的定位方法进行定位，其特征在于：所述定位系统包括红外定位模块、磁场定位模块、可固定于截割头后方的磁源、含有复合定位模型的终端处理器，所述红外定位模块用于对截割头进行红外定位；所述磁场定位模块用于对截割头进行磁场定位；所述磁源用于将截割头的位置数据传递给磁场定位模块。

3.根据权利要求2所述的定位系统，其特征在于，所述磁场定位模块包括至少两个三轴磁场传感器，分别放置于掘进机机身两侧。

4.根据权利要求3所述的定位系统，其特征在于，磁源固定于截割头后方，与截割头一起运动，通过磁源的运动影响所述磁场传感器获得的磁场强度。

5.根据权利要求4所述的定位系统，其特征在于，所述磁源为永磁体或电磁铁。