论文部分内容阅读
我国是个资源大国,各种矿产资源十分丰富,是世界上为数不多的矿产种类比较齐全的国家之一,但同时也是世界上矿难发生最为频繁的国家。事实上,仅山西煤监局统计,2008-2009两年间,该省各类煤矿累计发生安全生产伤亡事故192起,死亡509人,直接经济损失达上百亿人民币。从每天的报纸、网络新闻等媒体报道的内容来看,整个中国矿区的安全形势的严峻是国人都有目共睹的。分析其原因,整个煤炭行业的科技应用水平低下是矿难频发的一个重要原因。提高矿区的科技应用水平是减少矿难发生的有效途径之一。针对矿区复杂的环境,本文提出了一种适用于矿区作业的防撞系统的设计方案。系统各个环节的设计都按照“本质安全化”的要求来完成,有效的避免了因电气原因酿成的瓦斯爆炸事故。本文以多传感器信息融合技术作为研究重点,结合它在矿区防撞系统上的应用进行了理论上创新和研究,并在系统的实现中使之得到具体应用。分析了系统研发过程中需要面对和解决的一些问题,并对这些问题进行了深入的分析和研究。另外,论文介绍了多传感器数据融合算法及模糊逻辑控制的基本原理。针对井下障碍物方位及运动状态难以测定的问题,本文提出一种基于数字滤波器和模糊运动学过程模型的混合结构数据融合算法,并给出了该算法的实现结构。算法首先通过滤波器进行预搜索以滤掉大误差数据和缩小融合范围,然后运用模糊推理的方法给出障碍物方位的去模糊化值和各传感器的加权因子,由加权算法得到障碍物的位置信息。通过已得到的障碍物位置信息及运动趋势,设计了避障行为控制器和引导行为控制器,指导载体下一步的运动速度和转向。通过对该系统在井下作业时的现场检测,并对经本算法处理得到的实例数据进行误差分析,验证了该算法的稳定性和准确率。实例分析表明,在井下恶劣的环境下,防撞系统采用该融合方法能实现有效避障和有效引导。