採煤機智慧型化技術

內容簡介

本書著重介紹了作者研究團隊多年來在煤礦智慧型化開採方面的研究成果，旨在為行業內科研院校及煤礦企業提供參考。本書共分為7章，第1章緒論部分概述了我國採煤技術的發展概況，回顧了煤岩識別技術和採煤機定位技術的國內外研究現狀，並指出套用中存在的問題。第2章詳細地介紹了採煤機的基本結構及工作過程，設計了採煤機智慧型控制系統的總體架構，凝練了智慧型化採煤機的關鍵技術。第3章分析了採煤機慣性導航定位產生的主要誤差類型，提出了一種採煤機慣性導航定位方案，建立了採煤機慣性導航定位的姿態誤差模型、速度誤差模型、位置誤差模型和系統誤差模型，研究了基於差分式慣性感測組件的採煤機位姿差分解算方法；設計並搭建了採煤機慣性導航定位實驗平台，進一步驗證提出的採煤機慣性導航定位方法的正確性和可行性。第4章在分析採煤機煤岩截割模式的基礎上，詳細探討了煤岩截割感測信號的產生機理；在此基礎上，研究了基於多感測信息融合的採煤機煤岩識別方法；然後，研究了採煤機截割過程中煤壁溫度變化的影響因素以及煤壁紅外熱成像圖的溫度分布特徵。第5章藉助煤岩可見光圖像及煤岩截割表面的雷射點雲數據，建立了卷積神經網路模型，設計了雷射點雲數據精簡和分割算法，分別研究了基於深度學習和雷射掃描的綜采工作面煤岩識別方法。第6章通過採煤機滾筒切割的歷史數據來生成煤層分布邊界的歷史特徵點，研究了基於煤層分布預測的採煤機截割路徑規劃方法；然後，設計了採煤機滾筒截割路徑模糊最佳化方法，在此基礎上，研究了基於雙坐標系的採煤機截割路徑平整性控制方法，從而為採煤機的智慧型調高提供依據。第7章以識別煤壁片幫為目標，研究了基於機器視覺的綜采工作面煤壁片幫識別關鍵技術，提出了綜采工作面監控圖像增強方法與煤壁片幫特徵分析方法，實現了煤壁片幫危害程度評估。

作者簡介

江蘇省高等學校優秀科技創新團隊骨幹成員，中國機械工程學會高級會員。主持或完成國家自然科學基金面上項目、國家重點研發計畫子課題、國家自然科學基金青年項目、中國博士後科學基金特別資助項目（第13批）、江蘇省自然科學基金面上項目、中國博士後科學基金面上項目（第58批、第66批）、中央高校基本科研業務費專項資金項目、校企合作項目等。作為主要人員參與完成國家“973”、“863”、國家自然科學基金及企業委託項目多項。以作者或通訊作者在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》、《Knowledge-Based Systems》、《Measurement》、《振動、測試與診斷》、《煤炭學報》等國內外重要學術期刊上發表學術論文20餘篇；以發明人授權發明專利10餘件；獲2019年度江蘇省科技進步二等獎1項（R3），中國煤炭工業協會三等獎1項（R3）。

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