本發(fā)明涉及一種采煤機(jī)記憶截割與記憶定位聯(lián)合學(xué)習(xí)方法，屬于采煤機(jī)滾筒自適應(yīng)調(diào)高技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

綜采工作面是煤礦生產(chǎn)核心區(qū)域之一，而采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架作為工作面采礦機(jī)群，其承擔(dān)著破煤、裝煤以及支護(hù)等任務(wù)，因此采礦機(jī)群的自主運(yùn)行一直為眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者所研究。采煤機(jī)作為采礦機(jī)群的核心設(shè)備，其智能化水平直接影響到采礦機(jī)群的自動(dòng)運(yùn)行。盡管采煤機(jī)在截割功率、牽引方式和主控系統(tǒng)等方面有了較大改進(jìn)，但采煤機(jī)滾筒的自適應(yīng)調(diào)高一直沒有效解決，成為制約采礦機(jī)群自動(dòng)化和工作面無人化的瓶頸。

采煤機(jī)滾筒自適應(yīng)調(diào)高核心為采煤機(jī)依據(jù)工作面煤層和巖層分界情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)滾筒的升降高度，達(dá)到最佳的割煤效果。目前，基于傳感器直接測(cè)量的煤巖界面識(shí)別，學(xué)者們做了很多有意義的研究，如射線法、雷達(dá)探測(cè)法、截齒應(yīng)力法、光電傳感法、振動(dòng)法和多傳感器融合法等。但是由于煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)、采煤機(jī)工作環(huán)境惡劣、煤巖性質(zhì)和采煤路線時(shí)變、綜采機(jī)械化對(duì)頂?shù)装宓囊笠约皞鞲衅鞣€(wěn)定性差等方面的問題，上述直接識(shí)別煤巖界面的方法一直未得到廣泛的應(yīng)用，需要采煤司機(jī)根據(jù)煤巖分界手動(dòng)調(diào)節(jié)采煤機(jī)滾筒截割高度。

借鑒機(jī)器人學(xué)中的示教跟蹤技術(shù)，采用記憶截割技術(shù)的采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)，避免了煤巖界面識(shí)別技術(shù)難題，形成以記憶截割為主的采煤機(jī)滾筒自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)。由采煤司機(jī)首先根據(jù)煤層高度完成滾筒調(diào)高參數(shù)的記憶，在4～5個(gè)截割循環(huán)內(nèi)采煤機(jī)按照記憶參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)截割。但是，記憶截割為半自動(dòng)調(diào)高技術(shù)，當(dāng)煤層地質(zhì)賦存比較復(fù)雜時(shí)，在記憶截割過程中會(huì)發(fā)生實(shí)際煤層參數(shù)與記憶煤層參數(shù)的不匹配，當(dāng)煤層高度發(fā)生變化需要對(duì)截割參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，不僅增加操作司機(jī)的工作量，同時(shí)削弱了記憶截割的效果。

當(dāng)前的記憶截割技術(shù)均是從全局的角度研究采煤機(jī)記憶截割循環(huán)信息間的特征。采煤機(jī)記憶截割為示教-跟蹤截割兩個(gè)階段，在示教截割階段輸出了無線傳感網(wǎng)下采煤機(jī)精確位置，即確定了采煤機(jī)上移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與液壓支架上錨節(jié)點(diǎn)之間信號(hào)域與空間域的對(duì)偶映射關(guān)系，從而在跟蹤截割階段根據(jù)無線信號(hào)間數(shù)據(jù)匹配來實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)記憶定位；同時(shí)由于煤層厚度信息間具有局部相似性，因此如何分析相鄰截割高度信息在沿工作面截割方向和采煤機(jī)推進(jìn)方向上數(shù)據(jù)關(guān)系，即相鄰截割循環(huán)信息在時(shí)空中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，對(duì)于減少截割誤差，減少采煤機(jī)滾筒調(diào)高次數(shù)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種采煤機(jī)記憶截割與記憶定位聯(lián)合學(xué)習(xí)方法，能夠解決跟蹤截割時(shí)無線復(fù)雜解算以及示教截割時(shí)滾筒截割高度重新記憶的問題，通過對(duì)示教截割間滾筒高度數(shù)據(jù)與跟蹤截割無線位置數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了采煤機(jī)記憶截割的可用性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種采煤機(jī)記憶截割與記憶定位聯(lián)合學(xué)習(xí)方法，沿工作面牽引方向間隔相等距離記錄采煤機(jī)當(dāng)前位置下滾筒截割高度，基于示教截割采集的滾筒截割高度和采礦機(jī)群間設(shè)備約束對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，示教截割階段建立位置與高度映射實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)滾筒調(diào)高；跟蹤截割階段在沿工作面推進(jìn)方向，采煤機(jī)上移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠接收到相似的無線信號(hào)，與示教截割階段無線信號(hào)集進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過相關(guān)無線信號(hào)間匹配得到采煤機(jī)記憶定位輸出；在跟蹤截割后實(shí)施新示教截割階段，根據(jù)相鄰示教截割滾筒軌跡相似性預(yù)測(cè)漸變煤層高度，并利用新示教截割高度對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)新示教截割階段采煤機(jī)滾筒自適應(yīng)調(diào)高，包括以下步驟：

步驟1)利用示教截割采集的滾筒截割高度和采礦機(jī)群間約束關(guān)系來對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定；

步驟2)基于示教截割和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立采煤機(jī)滾筒截割高度與無線位置間對(duì)偶映射關(guān)系；

步驟3)跟蹤截割階段在與示教截割階段相似位置能得到相似的無線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)跟蹤截割階段記憶定位；

步驟4)利用相鄰示教滾筒截割軌跡相似性，對(duì)漸變煤層高度進(jìn)行預(yù)測(cè)，基于新示教滾筒高度修正誤差錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)；

在步驟1)，所述的利用示教截割采集的滾筒截割高度和采礦機(jī)群間約束關(guān)系來對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，具體為：

1)采礦機(jī)群沿工作面往復(fù)遷移運(yùn)動(dòng)，使得部署在液壓支架下的無線錨節(jié)點(diǎn)初始坐標(biāo)發(fā)生漂移，給采煤機(jī)沿工作面截割、推進(jìn)以及高度方向的無線位置解算帶來誤差；

2)采用液壓支架中心間距及液壓支架推移千斤頂?shù)奈灰苼韺?duì)無線錨節(jié)點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)利用示教截割階段采集的滾筒截割高度來對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)的高度坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定；

在步驟2)，所述的基于示教截割和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立采煤機(jī)滾筒截割高度與無線位置間對(duì)偶映射，具體為：

1)綜采工作面無線信號(hào)在密集多徑環(huán)境下傳輸使得無線信號(hào)容易受到干擾，采用多維尺度定標(biāo)技術(shù)對(duì)測(cè)距誤差進(jìn)行修正，經(jīng)無線信號(hào)解算能夠?qū)崟r(shí)輸出無累計(jì)誤差的采煤機(jī)位置；

2)采煤機(jī)牽引速度時(shí)變使得沿工作面牽引方向進(jìn)行相等位置間隔采樣，即每隔相等的距離記錄采煤機(jī)當(dāng)前位置下滾筒截割高度，在示教截割階段建立采煤機(jī)滾筒高度與無線位置間對(duì)偶映射；

在步驟3)，所述的跟蹤截割階段在與示教截割階段相似位置能得到相似的無線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)跟蹤截割階段記憶定位，具體為：

1)跟蹤截割階段沿工作面推進(jìn)方向采煤機(jī)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠接收到相同傳感器的相似無線信號(hào)集，無線信號(hào)受到干擾以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化使得跟蹤截割與示教截割間無線信號(hào)非線性相關(guān)；

2)確定關(guān)聯(lián)無線信號(hào)間置信度，在跟蹤截割階段無需進(jìn)行無線信號(hào)鑒別、濾波及解算，基于示教截割與跟蹤截割階段關(guān)聯(lián)無線信號(hào)集間匹配來實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)記憶定位；

在步驟4)，所述的利用相鄰示教滾筒截割軌跡相似性，對(duì)漸變煤層高度進(jìn)行預(yù)測(cè)，基于新示教滾筒高度修正誤差錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)，具體為：

1)跟蹤截割循環(huán)后煤層高度變化需要進(jìn)行新的示教截割，由于煤層厚度漸變特性使得相鄰示教截割軌跡具有相似性，在確定平滑鄰接空間基礎(chǔ)上通過主動(dòng)式判斷確定漸變節(jié)點(diǎn)區(qū)間，對(duì)新示教滾筒截割高度進(jìn)行預(yù)測(cè)；

2)煤層高度變化使得液壓支架支護(hù)高度和錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)發(fā)生變化，建立新示教截割階段滾筒截割高度與錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)間的映射關(guān)系，對(duì)誤差錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)進(jìn)行修正，提高示教截割階段無線定位的精度。

本發(fā)明的一種采煤機(jī)記憶截割與記憶定位聯(lián)合學(xué)習(xí)方法，包括以下幾個(gè)步驟：(1)采用液壓支架中心間距及液壓支架推移千斤頂?shù)奈灰苼韺?duì)無線錨節(jié)點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定(標(biāo)定就是將中心間距和位置的值賦給無線錨節(jié)點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)然后采煤機(jī)滾筒截割高度幅值給無線錨節(jié)點(diǎn)的高度坐標(biāo))，同時(shí)利用示教截割階段采集的滾筒截割高度來對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)的高度坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定；(2)每隔相等的距離(沿工作面牽引方向進(jìn)行相等位置間隔采樣)記錄采煤機(jī)當(dāng)前位置下滾筒截割高度，在示教截割階段建立(就是一個(gè)采煤機(jī)位置有一個(gè)滾筒截割高度)采煤機(jī)滾筒滾筒截割高度與無線位置間對(duì)偶映射關(guān)系；(3)在跟蹤截割階段與示教截割階段同一位置移動(dòng)無線錨節(jié)點(diǎn)能接收到對(duì)應(yīng)的無線信號(hào)，通過分析(就是沒有通過對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行測(cè)距-定位的解算，而是直接通過比對(duì)來著同一組無線傳感器的信號(hào)幅值進(jìn)行定位，稱之為記憶定位)無線信號(hào)的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)跟蹤截割階段采煤機(jī)記憶定位；(4)在采煤機(jī)示教跟蹤截割時(shí)，當(dāng)新示教截割高度誤差大于閾值時(shí)，對(duì)舊示教截割階段記憶的滾筒截割高度進(jìn)行更新(更新就是賦值，跟標(biāo)定屬于同一個(gè)意思)，同時(shí)布置在液壓支架下錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)也要進(jìn)行更新；利用相鄰示教截割循環(huán)高度軌跡具有相似性，在確定平滑鄰接空間基礎(chǔ)上，通過主動(dòng)判斷漸變節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差來確定其包含的區(qū)間(這個(gè)預(yù)測(cè)有很多常規(guī)的方法，比如說HMM等，為現(xiàn)有的方法，此處不再贅述)，對(duì)新示教滾筒截割高度進(jìn)行預(yù)測(cè)(為現(xiàn)有的方法，此處不再贅述)，并建立新示教截割階段滾筒截割高度與無線錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)間的映射關(guān)系(就是通過對(duì)變化的無線錨節(jié)點(diǎn)的高度用變化的截割高度值來進(jìn)行更新或者說重新賦值)，從而對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)進(jìn)行誤差修正。

本發(fā)明采用包含示教-跟蹤策略的記憶截割對(duì)采煤機(jī)滾筒進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)高，在示教截割階段建立采煤機(jī)滾筒高度與無線位置間對(duì)偶映射，在跟蹤截割階段相似位置下進(jìn)行采煤機(jī)記憶定位，基于新示教截割循環(huán)階段相鄰煤層對(duì)采煤機(jī)滾筒高度進(jìn)行更新。本發(fā)明采煤機(jī)記憶截割與記憶定位，將無線位置數(shù)據(jù)和截割高度數(shù)據(jù)間相關(guān)性進(jìn)行聯(lián)合學(xué)習(xí)，在跟蹤截割階段利用無線信號(hào)匹配實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)記憶定位，在新示教截割階段降低采煤司機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)采煤機(jī)滾筒截割高度的頻率，增加了采煤機(jī)記憶截割策略的實(shí)用性。

附圖說明

圖1為采煤機(jī)記憶截割與記憶定位聯(lián)合學(xué)習(xí)示意圖；

圖2為采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架“三機(jī)”聯(lián)動(dòng)圖；

圖3為采煤機(jī)跟蹤截割階段記憶定位圖；

圖4為采煤機(jī)新示教截割階段滾筒截割高度更新圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

本實(shí)施例用于采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)高技術(shù)，主要由采煤機(jī)記憶截割技術(shù)、跟蹤截割記憶定位以及新示教滾筒截割高度更新技術(shù)組成。

本發(fā)明方法的具體步驟如下：

一種采煤機(jī)記憶截割與記憶定位聯(lián)合學(xué)習(xí)方法，沿工作面牽引方向間隔相等距離記錄采煤機(jī)當(dāng)前位置下滾筒截割高度，基于示教截割采集的滾筒截割高度和采礦機(jī)群間設(shè)備約束對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，示教截割階段建立位置與高度映射實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)滾筒調(diào)高；跟蹤截割階段在沿工作面推進(jìn)方向采煤機(jī)上移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠接收到相似的無線信號(hào)，與示教截割階段無線信號(hào)集進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過相關(guān)無線信號(hào)間匹配得到采煤機(jī)記憶定位輸出；在跟蹤截割后實(shí)施新示教截割階段，根據(jù)相鄰示教截割滾筒軌跡相似性預(yù)測(cè)漸變煤層高度，并利用新示教截割高度對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)新示教截割階段采煤機(jī)滾筒自適應(yīng)調(diào)高，具體包括以下步驟：

(1)利用示教截割采集的滾筒截割高度和采礦機(jī)群間約束關(guān)系來對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定；

(2)基于示教截割和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立采煤機(jī)滾筒截割高度與無線位置間對(duì)偶映射關(guān)系；

(3)跟蹤截割階段在與示教截割階段相似位置能得到相似的無線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)跟蹤截割階段記憶定位；

(4)利用相鄰示教滾筒截割軌跡相似性，對(duì)漸變煤層高度進(jìn)行預(yù)測(cè)，基于新示教滾筒高度修正誤差錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)。

在(1)中，利用示教截割采集的滾筒截割高度和采礦機(jī)群間約束關(guān)系來對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，具體為：

1)采礦機(jī)群沿工作面往復(fù)遷移運(yùn)動(dòng)，使得部署在液壓支架下的無線錨節(jié)點(diǎn)初始坐標(biāo)發(fā)生漂移，給采煤機(jī)沿工作面截割、推進(jìn)以及高度方向的無線位置解算帶來誤差；

2)采用液壓支架中心間距及液壓支架推移千斤頂?shù)奈灰苼韺?duì)無線錨節(jié)點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)利用示教截割階段采集的滾筒截割高度來對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)的高度坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定；

在(2)中，基于示教截割和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立采煤機(jī)滾筒截割高度與無線位置間對(duì)偶映射，具體為：

1)綜采工作面無線信號(hào)在密集多徑環(huán)境下傳輸使得無線信號(hào)容易受到干擾，采用多維尺度定標(biāo)技術(shù)對(duì)測(cè)距誤差進(jìn)行修正，經(jīng)無線信號(hào)解算能夠?qū)崟r(shí)輸出無累計(jì)誤差的采煤機(jī)位置；

2)采煤機(jī)牽引速度時(shí)變使得沿工作面牽引方向進(jìn)行相等位置間隔采樣，即每隔相等的距離記錄采煤機(jī)當(dāng)前位置下滾筒截割高度，在示教截割階段建立采煤機(jī)滾筒高度與無線位置間對(duì)偶映射；

在(3)中，跟蹤截割階段在與示教截割階段相似位置能得到相似的無線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)跟蹤截割階段記憶定位，具體為：

1)跟蹤截割階段沿工作面推進(jìn)方向采煤機(jī)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠接收到相同傳感器的相似無線信號(hào)集，無線信號(hào)受到干擾以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化使得跟蹤截割與示教截割間無線信號(hào)非線性相關(guān)；

2)確定關(guān)聯(lián)無線信號(hào)間置信度，在跟蹤截割階段無需進(jìn)行無線信號(hào)鑒別、濾波及解算，基于示教截割與跟蹤截割階段關(guān)聯(lián)無線信號(hào)集間匹配來實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)記憶定位；

在(4)中，利用相鄰示教滾筒截割軌跡相似性，對(duì)漸變煤層高度進(jìn)行預(yù)測(cè)，基于新示教滾筒高度修正誤差錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)，具體為：

1)跟蹤截割循環(huán)后煤層高度變化需要進(jìn)行新的示教截割，由于煤層厚度漸變特性使得相鄰示教截割軌跡具有相似性，在確定平滑鄰接空間基礎(chǔ)上通過主動(dòng)式判斷確定漸變節(jié)點(diǎn)區(qū)間，對(duì)新示教滾筒截割高度進(jìn)行預(yù)測(cè)；

2)煤層高度變化使得液壓支架支護(hù)高度和錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)發(fā)生變化，建立新示教截割階段滾筒截割高度與錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)間的映射關(guān)系，對(duì)誤差錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)進(jìn)行修正，提高示教截割階段無線定位的精度。

本發(fā)明通過對(duì)記憶截割與記憶定位聯(lián)合學(xué)習(xí)，進(jìn)行采煤機(jī)滾筒自適應(yīng)調(diào)高。當(dāng)煤層厚度發(fā)生變化需要對(duì)截割高度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，更新所有的示教截割信息，不僅增加操作司機(jī)的工作量，同時(shí)削弱了記憶截割的效果。但是對(duì)于煤層空間分布特性來說，除了斷層外煤層賦存高度會(huì)存在連續(xù)變化，如何對(duì)其蘊(yùn)含的大量相關(guān)信息進(jìn)行有效分析，尋找記憶參數(shù)信息間的相關(guān)特征，減少新示教截割操作需要手動(dòng)操作的刀數(shù)，從而跟蹤新示教截割煤層的高度。同時(shí)，在示教截割階段進(jìn)行采煤機(jī)的高精度位置求解，并挖掘跟蹤截割階段無線信號(hào)與示教截割階段無線信號(hào)間數(shù)據(jù)相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)跟蹤截割階段采煤機(jī)記憶定位。本發(fā)明采煤機(jī)記憶截割與記憶定位，將無線位置數(shù)據(jù)和截割高度數(shù)據(jù)間相關(guān)性進(jìn)行聯(lián)合學(xué)習(xí)，使在跟蹤截割階段不依賴于無線信號(hào)復(fù)雜解算進(jìn)行采煤機(jī)記憶定位，在新示教截割階段降低采煤司機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)采煤機(jī)滾筒截割高度的頻率，增加了采煤機(jī)記憶截割策略的實(shí)用性。

在圖1中，采用記憶截割技術(shù)進(jìn)行采煤機(jī)滾筒截割高度自適應(yīng)調(diào)節(jié)，在示教截割階段基于等空間間隔采樣建立無線位置與截割高度對(duì)應(yīng)關(guān)系，采煤司機(jī)進(jìn)行采煤機(jī)滾筒高度調(diào)節(jié)。在跟蹤截割階段，由于采煤機(jī)是沿工作面狹長(zhǎng)空間進(jìn)行往復(fù)截割運(yùn)動(dòng)，在跟蹤截割階段與示教截割階段相似位置移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能接收到相似的無線信號(hào)，通過分析無線信號(hào)相關(guān)性進(jìn)行跟蹤截割階段采煤機(jī)記憶定位。當(dāng)采煤司機(jī)經(jīng)過多次跟蹤截割，示教截割階段存儲(chǔ)的滾筒截割高度不能很好地反映煤層厚度，需要重新對(duì)采煤機(jī)截割高度進(jìn)行記憶。在新示教截割階段，當(dāng)煤層厚度發(fā)生變化需要對(duì)截割高度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，更新所有的示教截割點(diǎn)信息，不僅增加采煤司機(jī)的工作量，而且削弱了采煤機(jī)記憶截割的效果。對(duì)于煤層空間分布特性來說，不考慮斷層煤層厚度漸變，分析相鄰截割高度信息在沿工作面截割方向和采煤機(jī)推進(jìn)方向上數(shù)據(jù)關(guān)系，即相鄰示教截割高度信息在時(shí)空中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，減少采煤機(jī)滾筒調(diào)高次數(shù)。

在圖2中，綜采工作面進(jìn)刀方式多采用割三角煤端頭斜切進(jìn)刀，采煤機(jī)沿刮板輸送機(jī)彎曲段斜切進(jìn)刀截割煤壁，當(dāng)斜切一個(gè)截深液壓支架和刮板輸送機(jī)彎曲段推直，采煤機(jī)調(diào)整左右截割滾筒返回回割三角煤直到左端頭，采煤機(jī)再次調(diào)整滾筒高度加速返回切口處后截割煤壁。在正常截割煤壁，液壓支架跟機(jī)自動(dòng)化是采煤自動(dòng)開采的基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)液壓支架自動(dòng)移架，采煤機(jī)運(yùn)行方向和位置是關(guān)鍵參數(shù)，液壓支架升架、降架、推溜以及移架等工作規(guī)則都是基于采煤機(jī)方向和位置進(jìn)行制定的。當(dāng)采煤機(jī)雙向截割煤壁運(yùn)動(dòng)到某一位置，以其中心位置所對(duì)應(yīng)的液壓支架為基準(zhǔn)，相鄰液壓支架的動(dòng)作以該液壓支架為參照，按照跟機(jī)自動(dòng)化模型中預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行有序動(dòng)作，采煤機(jī)實(shí)時(shí)位置和牽引速度決定了支架執(zhí)行的程式動(dòng)作和具體動(dòng)作能否按時(shí)完成。基于采煤機(jī)運(yùn)行方向和位置，液控系統(tǒng)獲得采煤機(jī)機(jī)身中心位置處液壓支架的編號(hào)，來對(duì)其相鄰的多臺(tái)液壓支架發(fā)出對(duì)應(yīng)的控制指令。

在圖3中，采煤機(jī)記憶截割原理分為示教和跟蹤截割，采煤司機(jī)在示教截割煤壁過程中，記錄采煤機(jī)在沿工作面牽引方向不同位置下采煤機(jī)滾筒截割高度，采煤機(jī)位置與滾筒高度存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，由于綜采工作面長(zhǎng)度、牽引功率和輸送功率使得采煤機(jī)牽引速度時(shí)變，采用等時(shí)間間隔采樣會(huì)造成示教點(diǎn)與記憶點(diǎn)不對(duì)應(yīng)，因此進(jìn)行等空間間隔采樣即每隔相等的距離記錄采煤機(jī)滾筒截割高度；在采煤機(jī)跟蹤截割過程中，根據(jù)在示教截割時(shí)沿綜采工作面方向上不同位置下采煤機(jī)滾筒截割高度，由程序控制自動(dòng)調(diào)整采煤機(jī)滾筒高度，一旦煤層賦存條件發(fā)生變化時(shí)，采煤司機(jī)根據(jù)實(shí)際煤層厚度手動(dòng)調(diào)節(jié)滾筒截割高度；在經(jīng)過多個(gè)跟蹤截割循環(huán)后，由于煤層厚度發(fā)生變化需要重新進(jìn)行示教截割。

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位中，分析綜采工作面采礦機(jī)群運(yùn)行特性是無線傳感網(wǎng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，將錨節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分別安裝在液壓支架梁下和采煤機(jī)上，確定綜采工作面幾何結(jié)構(gòu)為窄長(zhǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；同時(shí)，由于采煤機(jī)沿工作面截割煤壁時(shí)使得部署在液壓支架上的錨節(jié)點(diǎn)初始坐標(biāo)發(fā)生漂移，從而給無線定位解算帶來誤差，利用示教截割階段獲得的滾筒截割高度對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，結(jié)合采礦機(jī)群間約束關(guān)系即液壓支架中心間距和推移千斤頂位移對(duì)無線錨節(jié)點(diǎn)橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定。

綜采工作面密集多徑環(huán)境使得無線信號(hào)容易受到干擾而降低定位精度，同時(shí)由于采礦機(jī)群運(yùn)動(dòng)以及工作面的推進(jìn)使無線信號(hào)在視距與非視距環(huán)境中不斷轉(zhuǎn)化，需要對(duì)液壓支架上錨節(jié)點(diǎn)和采煤機(jī)上移動(dòng)節(jié)點(diǎn)間無線信號(hào)進(jìn)行非視距環(huán)境鑒別，并采用多維尺度定標(biāo)技術(shù)對(duì)測(cè)距誤差進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)在示教截割階段采煤機(jī)無線定位；由于采煤機(jī)具有往復(fù)截割的特性，在采煤機(jī)跟蹤截割階段可以對(duì)接收到的無線信號(hào)與示教截割階段無線信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而在示教截割階段無需對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行復(fù)雜解算，利用無線信號(hào)間數(shù)據(jù)匹配來實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)記憶定位，減少采煤機(jī)無線定位解算量。

在圖4中，在采煤機(jī)示教跟蹤截割時(shí)，當(dāng)新示教截割高度誤差大于閾值需要對(duì)舊示教截割階段記憶的截割高度進(jìn)行更新，同時(shí)布置在液壓支架下錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)也要進(jìn)行更新。由于相鄰示教截割循環(huán)高度軌跡具有相似性，根據(jù)舊示教截割高度信息來描述鄰接空間漸變煤層變化規(guī)律，基于舊示教截割高度確定新示教截割軌跡的平滑鄰接空間，通過主動(dòng)判斷漸變節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差來確定其包含的區(qū)間。同時(shí)，在新示教截割階段煤層高度變化使得采煤機(jī)截割高度發(fā)生變化，截割高度變化使得液壓支架支護(hù)高度發(fā)生變化，從而改變無線錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)，利用新示教截割階段預(yù)測(cè)獲得的滾筒截割高度對(duì)誤差錨節(jié)點(diǎn)高度坐標(biāo)進(jìn)行更新，提高新示教截割階段無線定位的精度。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。