[0001] 本发明涉及井下自动作业技术领域，具体而言，涉及一种井下自动移车方法、一种井下自动移车系统、一种作业机械、一种电子设备、一种计算机可读存储介质和一种芯片。

[0002] 作业机械在进行大断面无人化作业时，掘进工作面为大断面，由于环境制约，作业机械需要在对半个断面截割完毕后横移至另一半断面继续截割，如何实现井下自动移车是目前无人化作业的一个难题。

[0003] 相关技术中，智能化掘进机在进行大断面无人化作业时，在中途需要人为介入并操作横移，自动化程度不高，且影响工作效率。

[0041] 为了能够更清楚地理解本发明的实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0042] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本发明的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

[0043] 下面参照图1至图9描述根据本发明一些实施例提供的井下自动移车方法、井下自动移车系统300、作业机械400、电子设备、计算机可读存储介质和芯片。

[0044] 在根据本发明的一个实施例中，如图6所示，作业机械400用于在巷道500内由第一位置向第二位置移动。如图5所示，作业机械400具有回转中心411以及相对设置的前端面441和后端面442。可选地，作业机械400包括机身410、截割部420和铲板部430。铲板部430与截割部420设于机身410的同一端，且截割部420位于铲板部430的上方。截割部420用于岩体进行压裂、截割，之后块状物料掉落，铲板部430用于对掉落在地面或直接掉落在铲板部430上的块状物料进行堆积、收集。可选地，回转中心411为机身410的几何中心。作业机械400的后端面442为机身410远离截割部420和铲板部430的一个端面。作业机械400的前端面441为铲板部430远离机身410的一个端面。进一步地，前端面441具有相对设置的第一侧边4411和第二侧边4412。可选地，第一侧边4411与第二侧边4412为铲板部430远离机身410的两个侧边，由于铲板部430的宽度通常会大于机身410的宽度，因此在研究作业机械400转动的过程中是否会与巷道500的侧壁发生磕碰，需要考虑到铲板部430的两个侧边的位置。进一步地，如图6所示，巷道500具有相对设置的第一侧壁510和第二侧壁520。如图5和图6所示，在第一侧边4411和第二侧边4412中，第一侧边4411更靠近第一侧壁510，且第二侧边4412更靠近第二侧壁520。进一步地，回转中心411与第一侧壁510之间的距离为第一距离。回转中心411与第一侧边4411之间的距离为第二距离。过回转中心411以及第一侧边4411的平面为第一平面451。第一侧边4411与第二侧边4412关于第二平面452对称，且回转中心411在第二平面
452上。第一平面451与第二平面452之间的夹角为第一夹角。可选地，作业机械400处于第一位置时，用于对巷道500的其中一侧区域（比如右侧区域）进行截割。可选地，作业机械400为掘进机，当然还可以是其它类型的设备。

[0045] 在一些实施例中，可选地，如图7所示，作业机械400还用于在巷道500内由第二位置向第三位置移动。可选地，作业机械400处于第三位置时，用于对巷道500的另一侧区域（比如左侧区域）进行截割。作业机械400在进行大断面无人化作业时，掘进工作面为大断面，作业机械400在对半个断面截割完毕后，由第一位置移动至第二位置，并且由第二位置移动至第三位置，之后对另一半断面继续截割。

[0046] 回转中心411与第二侧壁520之间的距离为第三距离。回转中心411与第二侧边4412之间的距离为第四距离。如图9所示，过回转中心411以及第二侧边4412的平面为第三平面453，第三平面453与第二平面452之间的夹角为第二夹角。

[0047] 在根据本发明的一个实施例中，作业机械井下自动移车方法用于作业机械。如图1所示，井下自动移车方法的具体步骤包括：S102，在作业机械在巷道内由第一位置向第二位置移动的情况下，确定第一距离、
第二距离和第一夹角，其中，第一距离为回转中心与第一侧壁之间的距离，第二距离为回转中心与第一侧边之间的距离，第一夹角为第一平面与第二平面之间的夹角，第一平面为通过回转中心以及第一侧边的平面，第二平面为第一侧边与第二侧边对称的平面且第二平面通过回转中心。可选地，控制器通过定位组件确定回转中心与第一侧壁之间的距离（第一距离）。可选地，定位组件包括拉线位移传感器和陀螺仪角度传感器。第二距离和第一夹角为作业机械的设计参数。过回转中心以及第一侧边的平面为第一平面。第一侧边与第二侧边关于第二平面对称，且回转中心在第二平面上。第一平面与第二平面之间的夹角为第一夹角。可选地，作业机械处于第一位置时，用于对巷道的其中一侧区域（比如右侧区域）进行截割。

[0048] S104，根据第一距离、第二距离和第一夹角确定第一当前最大可转角度。可选地，第一距离为X1，第二距离为L1，第一夹角为α1，第一当前最大可转角度为β1，β1=arcsin(X1/L1)‑α1。

[0049] S106，根据第一距离和第一当前最大可转角度确定作业机械由第一位置向第二位置进行移动的移动路径。在作业机械由第一位置向第二位置进行移动的过程中，回转中心与第一侧壁之间的距离（第一距离）发生变化，则第一当前最大可转角度也会不断发生变化，以此来实现移动路径自动规划及自动横移。可选地，移动完成后，由定位组件确定实际移动的横向位移量，惯性导航系统计算截割部在工作面的坐标偏移量，继续进行无人化作业，对另一半面进行截割，实现完整的工作面无人化作业。

[0050] 本发明限定的技术方案中，作业机械在进行大断面掘进工作时，能够以边移动边转动的方式改变在巷道内的位置，自动规划移动路径，有利于实现井下自动移车，中途无需人工干预，自动化程度高，有利于提高工作效率。

[0051] 在根据本发明的一个实施例中，作业机械井下自动移车方法用于作业机械。如图2所示，井下自动移车方法的具体步骤包括：S202，在作业机械在巷道内由第一位置向第二位置移动的情况下，确定第一距离、
第二距离和第一夹角，其中，第一距离为回转中心与第一侧壁之间的距离，第二距离为回转中心与第一侧边之间的距离，第一夹角为第一平面与第二平面之间的夹角，第一平面为通过回转中心以及第一侧边的平面，第二平面为第一侧边与第二侧边对称的平面且第二平面通过回转中心。可选地，控制器通过定位组件确定回转中心与第一侧壁之间的距离（第一距离）。可选地，定位组件包括拉线位移传感器和陀螺仪角度传感器。第二距离和第一夹角为作业机械的设计参数。过回转中心以及第一侧边的平面为第一平面。第一侧边与第二侧边关于第二平面对称，且回转中心在第二平面上。第一平面与第二平面之间的夹角为第一夹角。可选地，作业机械处于第一位置时，用于对巷道的其中一侧区域（比如右侧区域）进行截割。

[0052] S204，根据第一距离、第二距离和第一夹角确定第一当前最大可转角度。可选地，第一距离为X1，第二距离为L1，第一夹角为α1，第一当前最大可转角度为β1，β1=arcsin(X1/L1)‑α1。

[0053] S206，在作业机械以回转中心为原点进行转动的过程中，确定作业机械在巷道内的位置，并确定第一补偿量以修正第一距离。作业机械的井下自动移车依托于惯性导航系统和拉线位移传感器相结合的方式确定作业机械在巷道内的位置变化。可选地，拉线位移传感器设于作业机械的回转中心，以更精确地获取回转中心与巷道的侧壁之间的距离。拉线位移传感器在作业机械以回转中心为原点进行转动的过程中其朝向会发生变化。作业机械 的 朝 向 变 化 对 拉 线 位移 传 感 器 的 影 响 可 以 通 过 以 下 公 式 消 除 ，， ， 。可选地，惯性导航系统用于获取回转中心的实际位置相对于理论位置（不转动的情况下）的极坐标P（r， ，）。表示作业机械的航向角的变化量。通过不断修正第一距离，能够计算出更为准
确的第一当前最大可转角度。

[0054] S208，根据第一距离和第一当前最大可转角度确定作业机械由第一位置向第二位置进行移动的移动路径。在作业机械由第一位置向第二位置进行移动的过程中，回转中心与第一侧壁之间的距离（第一距离）发生变化，则第一当前最大可转角度也会不断发生变化，以此来实现移动路径自动规划及自动横移。可选地，移动完成后，由定位组件确定实际移动的横向位移量，惯性导航系统计算截割部在工作面的坐标偏移量，继续进行无人化作业，对另一半面进行截割，实现完整的工作面无人化作业。

[0055] S210，在作业机械在巷道内由第二位置向第三位置移动的情况下，确定第三距离、第四距离和第二夹角，其中，第三距离为回转中心与第二侧壁之间的距离，第四距离为回转中心与第二侧边之间的距离，第二夹角为第二平面与第三平面之间的夹角，第三平面为通过回转中心以及第二侧边的平面。可选地，控制器通过定位组件确定回转中心与第二侧壁之间的距离（第三距离）。可选地，定位组件包括拉线位移传感器和陀螺仪角度传感器。第四距离和第二夹角为作业机械的设计参数。可选地，作业机械处于第三位置时，用于对巷道的另一侧区域（比如左侧区域）进行截割。作业机械在进行大断面无人化作业时，掘进工作面为大断面，作业机械在对半个断面截割完毕后，由第一位置移动至第二位置，并且由第二位置移动至第三位置，之后对另一半断面继续截割。进一步地，回转中心与第二侧壁之间的距离为第三距离。回转中心与第二侧边之间的距离为第四距离。过回转中心以及第二侧边的平面为第三平面，第三平面与第二平面之间的夹角为第二夹角。可选地，第四距离与第二距离相等。可选地，第二夹角与第一夹角相等。

[0056] S212，根据第三距离、第四距离和第二夹角确定第二当前最大可转角度。确定第二当前最大可转角度的原理与确定第一当前最大可转角度的原理类似。第三距离为X2，第四距离为L2，第二夹角为α2，第二当前最大可转角度为β2，β2=arcsin(X2/L2)‑α2。

[0057] S214，在作业机械以回转中心为原点进行转动的过程中，确定作业机械在巷道内的位置，并确定第二补偿量以修正第三距离。作业机械的井下自动移车依托于惯性导航系统和拉线位移传感器相结合的方式确定作业机械在巷道内的位置变化。可选地，拉线位移传感器设于作业机械的回转中心，以更精确地获取回转中心与巷道的侧壁之间的距离。通过不断修正第三距离，能够计算出更为准确的第二当前最大可转角度。

[0058] S216，根据第三距离和第二当前最大可转角度确定作业机械由第二位置向第三位置进行移动的移动路径。在作业机械由第二位置向第三位置进行移动的过程中，回转中心与第二侧壁之间的距离（第三距离）发生变化，则第二当前最大可转角度也会不断发生变化，以此来实现移动路径自动规划及自动横移。

[0059] 在一些实施例中，可选地，如图5所示，第一距离为X1，第二距离为L1，第一夹角为α1，第一当前最大可转角度为β1，β1=arcsin(X1/L1)‑α1。通过不断确定当前最大可转角度，作业机械在进行大断面掘进工作时，能够以边移动边转动的方式改变在巷道内的位置，自动规划移动路径，有利于实现井下自动移车。

[0060] 在一些实施例中，可选地，如图9所示，第三距离为X2，第四距离为L2，第二夹角为α2，第二当前最大可转角度为β2，β2=arcsin(X2/L2)‑α2。通过不断确定当前最大可转角度，作业机械在进行大断面掘进工作时，能够以边移动边转动的方式改变在巷道内的位置，自动规划移动路径，有利于实现井下自动移车。

[0061] 在根据本发明的一个实施例中，如图3所示，井下自动移车系统300包括控制器310。控制器310用于执行上述任一实施例中的井下自动移车方法的步骤。可选地，如图3和图8所示，井下自动移车系统300还包括惯性导航系统340、拉线位移传感器320和陀螺仪角度传感器330。惯性导航系统340、拉线位移传感器320和陀螺仪角度传感器330均与控制器
310连接。惯性导航系统340用于获取位置信息和角度信息。陀螺仪角度传感器330用于获取角度信息。拉线位移传感器320用于获取回转中心411与巷道500的侧壁之间的距离。

[0062] 本发明限定的技术方案中，第一方面，井下自动移车系统300能够实时计算作业机械400在巷道500坐标系中的位置，自动规划移动路径防止磕碰，并在确保安全的前提下选择最优行车路径；第二方面，井下自动移车系统300能够自动补偿因作业机械400旋转造成的拉线位移传感器320测量结果的偏移量，确保位移变化量的测量准确性；第三方面，井下自动移车系统300无需改变原有的机械结构，可适用于多种型号的作业机械400。

[0063] 作业机械400在进行大断面掘进工作时，能够以边移动边转动的方式改变在巷道500内的位置，自动规划移动路径，有利于实现井下自动移车，中途无需人工干预，自动化程度高，有利于提高工作效率。

[0064] 在根据本发明的一个实施例中，如图4所示，作业机械400包括机身410和上述实施例中的井下自动移车系统300。可选地，井下自动移车系统300的控制器310、惯性导航系统340、拉线位移传感器320和陀螺仪角度传感器330均设于机身410。

[0065] 在根据本发明的一个实施例中，电子设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现上述任一实施例中的井下自动移车方法的步骤。

[0066] 在根据本发明的一个实施例中，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的井下自动移车方法的步骤。

[0067] 在根据本发明的一个实施例中，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行程序或指令，实现上述任一实施例中的井下自动移车方法的步骤。

[0068] 在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0069] 本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

[0070] 在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0071] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。