權(quán)利要求書(shū)： 1.一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，其特征在于，采用礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端、數(shù)據(jù)分析與管理系統(tǒng)和用戶(hù)管理終端，其礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，包括如下步驟：（1）初始化：對(duì)北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊進(jìn)行初始化設(shè)置；

（2）慣導(dǎo)校準(zhǔn)：對(duì)慣性導(dǎo)航定位模塊在靜止條件下，進(jìn)行加速度計(jì)、陀螺儀、磁場(chǎng)和高度置0校準(zhǔn)，保證對(duì)慣性導(dǎo)航模塊的測(cè)量精度進(jìn)行誤差分析，防止慣性導(dǎo)航定位模塊漂移過(guò)大；

（3）數(shù)據(jù)采集：工控計(jì)算機(jī)每間隔10毫秒進(jìn)行慣導(dǎo)數(shù)據(jù)采集和北斗衛(wèi)星信號(hào)采集，工控計(jì)算機(jī)接收北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊的數(shù)據(jù)，把采集數(shù)據(jù)傳送給深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練機(jī)，進(jìn)行模型訓(xùn)練；

（4）數(shù)據(jù)處理：將電鏟實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)，按10毫秒采集周期，并進(jìn)行數(shù)字濾波，按每秒產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

（5）模型的建立：采用深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭配時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回歸模型，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)提取輸入信號(hào)的特征值，時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)對(duì)提取的特征值進(jìn)行時(shí)序分析，采用模型的損失函數(shù)公式得到訓(xùn)練模型參數(shù)；

（6）工控計(jì)算機(jī)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，通過(guò)模型的損失函數(shù)公式計(jì)算出電鏟每10分鐘所在的位置和作業(yè)方向，并將經(jīng)緯度數(shù)據(jù)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到生產(chǎn)服務(wù)器；

（7）生產(chǎn)服務(wù)器把10分鐘所在的位置和作業(yè)方向存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，并且，將所在位置標(biāo)注在X，Y平面坐標(biāo)圖上，并且按距離100米方格框顯示實(shí)際位置，并且每班生產(chǎn)每臺(tái)電鏟生產(chǎn)一個(gè)作業(yè)距離和作業(yè)方向圖表；

（8）各管理者通過(guò)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)查詢(xún)每臺(tái)電鏟現(xiàn)在所在位置，每天、每班電鏟移動(dòng)距離和位置，包括具體作業(yè)方向、起始和最終位置信息；

所述的電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端包括工控計(jì)算機(jī)、電源模塊、鍵盤(pán)鼠標(biāo)、顯示器模塊、北斗GPS定位模塊、WIFI通訊模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊，所述的電源模塊、鍵盤(pán)鼠標(biāo)、顯示器模塊、北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊均與工控計(jì)算機(jī)電性連接；

所述的數(shù)據(jù)與分析管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)服務(wù)器、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、圖形終端和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

所述的用戶(hù)管理終端包括計(jì)算機(jī)1、計(jì)算機(jī)2和計(jì)算機(jī)n；

所述電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端通過(guò)WIFI通訊模塊、WIFI無(wú)線工作站與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)中的內(nèi)部網(wǎng)連接，同時(shí)內(nèi)部網(wǎng)還連接生產(chǎn)服務(wù)器，以及用戶(hù)管理終端的所有計(jì)算機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，其特征在于，所述的模型的損失函數(shù)公式： （1）

其中是訓(xùn)練數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)的實(shí)際距離與角度，是模型預(yù)測(cè)的距離與角度，模型通過(guò)對(duì)式（1)的函數(shù)迭代求出偏差的最小值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，其特征在于，所述的慣性導(dǎo)航定位模塊為安裝在鏟車(chē)上的MPU6050傳感器，內(nèi)嵌一個(gè)三軸數(shù)字陀螺儀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，其特征在于，所述的北斗GPS定位模塊用于接收衛(wèi)星信號(hào)，所述慣性導(dǎo)航定位模塊用于更精確定位電鏟的位置信息，所述電鏟的位置信息包括電鏟經(jīng)緯度、電鏟運(yùn)行軌跡方向、鏟斗的品位和電鏟作業(yè)計(jì)劃；所述的工控計(jì)算機(jī)用于根據(jù)北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊雙模定位模塊接收的衛(wèi)星信號(hào)解算出電鏟的位置信息。

說(shuō)明書(shū)： 一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種利用慣導(dǎo)和北斗衛(wèi)星定位組合技術(shù)，特別是露天采礦電鏟精準(zhǔn)定位和運(yùn)行軌跡測(cè)量方法。背景技術(shù)[0002] 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是以慣性傳感器加速度計(jì)、陀螺儀外加磁傳感器為基本測(cè)量元件構(gòu)成的導(dǎo)航姿態(tài)解算系統(tǒng)，它融合了計(jì)算機(jī)，控制，力學(xué)，數(shù)學(xué)，光學(xué)及機(jī)電等學(xué)科于一體，將各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域關(guān)聯(lián)在一起，構(gòu)成一項(xiàng)具有高科技含量的現(xiàn)代化技術(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)立足于慣性原理的理論基礎(chǔ)，不但不依懶源自外界的任何信息，而且更不向外界輻射能量，無(wú)論何種傳播介質(zhì)空間里，也不論氣候條件的變化情況，僅依靠自身導(dǎo)航特性就能夠獨(dú)立自主地完成三軸定向和定位。其他導(dǎo)航系統(tǒng)還包括天文導(dǎo)航、無(wú)線電導(dǎo)航和衛(wèi)星導(dǎo)航等，這些導(dǎo)航系統(tǒng)的性能在某方面比慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的性能優(yōu)越，然而像慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的這種既具備隱蔽性、自主性、實(shí)時(shí)輸出信息能力強(qiáng)，又信息量輸出大和能獲取運(yùn)動(dòng)物體完整運(yùn)動(dòng)信息的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，卻是其他導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)法超越的。因此慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一直以來(lái)都被作為導(dǎo)航系統(tǒng)的重要設(shè)備而被廣泛運(yùn)用。慣性傳感器的主要敏感元件包括加速度計(jì)和陀螺儀。加速度計(jì)用來(lái)測(cè)量運(yùn)用物體的線加速度、物體微小震動(dòng)的幅度情況等；陀螺儀用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)時(shí)的各種角度變化情況或是物體傾斜角變化等。[0003] 在露天礦生產(chǎn)過(guò)程中，電鏟是采掘和裝載的重要工具，其作業(yè)方向和實(shí)際運(yùn)行軌跡是采掘環(huán)節(jié)的重要基礎(chǔ)。電鏟所在的位置攜帶著爆堆物料信息，過(guò)去電鏟采用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)一般誤差在5?15米左右，而每班實(shí)際生產(chǎn)采掘?qū)嶋H作業(yè)距離一般在20米左右，平時(shí)電鏟左右旋轉(zhuǎn)裝載生產(chǎn)汽車(chē)，又要前行和后退挖掘物料，定位點(diǎn)如同亂麻，每個(gè)班作業(yè)時(shí)間大約12小時(shí)，實(shí)際作業(yè)方向和運(yùn)行軌跡不能有效記錄。因此，單純GPS不能滿(mǎn)足生產(chǎn)實(shí)際精確定位和運(yùn)行軌跡測(cè)量考核要求。[0004] 同時(shí)由于電鏟的震動(dòng)和干擾，有些檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法在電鏟上運(yùn)行，如何能把慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS結(jié)合引入到電鏟上，實(shí)現(xiàn)電鏟的精確定位，成為解決問(wèn)題關(guān)鍵。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的是為了提供一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法，以放塵、放振動(dòng)和無(wú)風(fēng)扇工控計(jì)算機(jī)為核心，通過(guò)慣性和北斗衛(wèi)星組合定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)電鏟精確定位和運(yùn)行軌跡測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)采礦和智能配礦的目的，便于生產(chǎn)管理，可以提高生產(chǎn)效率。[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：[0007] 本發(fā)明的一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)，其特征在于包括電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端、數(shù)據(jù)分析與管理系統(tǒng)和用戶(hù)管理終端，[0008] 所述的電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端包括工控計(jì)算機(jī)、電源模塊、鍵盤(pán)鼠標(biāo)、顯示器模塊、北斗GPS定位模塊、WIFI通訊模塊和慣導(dǎo)定位模塊，所述的電源模塊、鍵盤(pán)鼠標(biāo)、顯示器模塊、北斗GPS定位模塊和慣導(dǎo)定位模塊均與工控計(jì)算機(jī)電性連接；[0009] 所述的數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)服務(wù)器、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、圖形終端和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；[0010] 所述的用戶(hù)管理終端包括計(jì)算機(jī)1、計(jì)算機(jī)2和計(jì)算機(jī)n；[0011] 所述電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端通過(guò)WIFI通訊模塊、WIFI無(wú)線工作站與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)中的內(nèi)部網(wǎng)連接，同時(shí)內(nèi)部網(wǎng)還連接生產(chǎn)服務(wù)器，以及用戶(hù)管理終端的所有計(jì)算機(jī)。[0012] 所述的慣導(dǎo)定位模塊為安裝在鏟車(chē)上的MPU6050傳感器，內(nèi)嵌一個(gè)三軸數(shù)字陀螺儀。[0013] 所述的北斗GPS定位模塊用于接收衛(wèi)星信號(hào)，所述慣性導(dǎo)航定位模塊用于更精確定位電鏟的位置信息，所述電鏟的位置信息包括電鏟經(jīng)緯度、電鏟運(yùn)行軌跡方向、鏟斗的品位和電鏟作業(yè)計(jì)劃；所述的工控計(jì)算機(jī)用于根據(jù)北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊雙模定位模塊接收的衛(wèi)星信號(hào)解算出電鏟的位置信息。[0014] 本發(fā)明一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，其特征在于，包括如下步驟：[0015] (1)初始化：對(duì)北斗GPS定位模塊和慣導(dǎo)定位模塊進(jìn)行初始化設(shè)置；[0016] (2)慣導(dǎo)校準(zhǔn)：對(duì)慣導(dǎo)定位模塊在靜止條件下，進(jìn)行加速度計(jì)、陀螺儀、磁場(chǎng)和高度置0校準(zhǔn)，保證對(duì)慣導(dǎo)模塊的測(cè)量精度進(jìn)行誤差分析，防止慣導(dǎo)定位模塊漂移過(guò)大；[0017] (3)數(shù)據(jù)采集：工控計(jì)算機(jī)每間隔10毫秒進(jìn)行慣導(dǎo)數(shù)據(jù)采集和北斗衛(wèi)星信號(hào)采集，工控計(jì)算機(jī)接收北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航模塊的數(shù)據(jù)，把采集數(shù)據(jù)傳送給深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練機(jī)，進(jìn)行模型訓(xùn)練；[0018] (4)數(shù)據(jù)處理：將電鏟實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)，按10毫秒采集周期，并進(jìn)行數(shù)字濾波，按每秒產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；[0019] (5)模型的建立：采用深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭配時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回歸模型，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)提取輸入信號(hào)的特征值，時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)對(duì)提取的特征值進(jìn)行時(shí)序分析，采用模型的損失函數(shù)公式得到訓(xùn)練模型參數(shù)；[0020] (6)工控計(jì)算機(jī)根據(jù)訓(xùn)練模型參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，通過(guò)模型的損失函數(shù)公式計(jì)算出電鏟每10分鐘所在的位置和作業(yè)方向，并將該經(jīng)緯度數(shù)據(jù)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到生產(chǎn)服務(wù)器；[0021] (7)生產(chǎn)服務(wù)器把10分鐘所在的位置和作業(yè)方向存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，并且，將所在位置標(biāo)注在X，Y平面坐標(biāo)圖上，并且按距離100米方格框顯示實(shí)際位置，并且每班生產(chǎn)每臺(tái)電鏟生產(chǎn)一個(gè)作業(yè)距離和作業(yè)方向圖表；[0022] (8)各管理者通過(guò)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)查詢(xún)每臺(tái)電鏟現(xiàn)在所在位置，每天、每班電鏟移動(dòng)距離和位置，包括具體作業(yè)方向、起始和最終位置信息。[0023] 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，其特征在于，所述的模型的損失函數(shù)公式：[0024][0025] 其中yi是訓(xùn)練數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)的實(shí)際距離與角度， 是模型預(yù)測(cè)的距離與角度，模型通過(guò)對(duì)式(1)的函數(shù)迭代求出偏差的最小值。[0026] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：[0027] 1.本發(fā)明過(guò)慣性和北斗衛(wèi)星組合定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)電鏟精確定位和運(yùn)行軌跡測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)采礦和智能配礦的目的；[0028] 慣導(dǎo)模塊計(jì)算方位：東、南、西、北、東北、西北、東南和西南8個(gè)方位，沿著某個(gè)方向的距離，用慣導(dǎo)作為主要的計(jì)算基礎(chǔ)，提高了鏟的位置精度。[0029] 2.利用北斗與慣導(dǎo)系統(tǒng)的多傳感融合矯正參數(shù)方法，充分發(fā)揮了卡爾曼濾波器在定位導(dǎo)航技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)，提供精確的定位參數(shù)，為電鏟定位提供了更有力的理論依據(jù)。[0030] 3.根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)了電鏟的智能定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，并通過(guò)北斗GPS定位系統(tǒng)驗(yàn)證了每班的電鏟的行走距離，保證定位系統(tǒng)的精確性。通過(guò)對(duì)電鏟精確定位，實(shí)現(xiàn)智能配礦，提高采礦生產(chǎn)效果。[0031] 本發(fā)明采用基于慣導(dǎo)和北斗衛(wèi)星組合技術(shù)，通過(guò)采集大量電鏟生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，應(yīng)用基于SM的混合動(dòng)態(tài)算法進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，建立深度學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和處理模型，并且和現(xiàn)行的現(xiàn)場(chǎng)全站儀測(cè)量技術(shù)結(jié)合，滿(mǎn)足了“精準(zhǔn)采礦，智能配礦”的需求，為今后智能礦山提供方便、快捷的表現(xiàn)方式和信息獲取的模式。附圖說(shuō)明[0032] 圖1是一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法的系統(tǒng)組成框圖。[0033] 圖2是一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法的總步驟框圖；[0034] 圖3是一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法的深度學(xué)習(xí)模型結(jié)構(gòu)圖。[0035] 圖4是一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法的主動(dòng)定位技術(shù)原理圖。[0036] 圖5是一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法的電鏟定位原理圖。[0037] 圖6是一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和方法的電鏟運(yùn)行軌跡示意圖。具體實(shí)施方式[0038] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0039] 如圖1所示，本發(fā)明的一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)，其特征在于包括電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端、數(shù)據(jù)分析與管理系統(tǒng)和用戶(hù)管理終端，[0040] 所述的電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端包括工控計(jì)算機(jī)、電源模塊、鍵盤(pán)鼠標(biāo)、顯示器模塊、北斗GPS定位模塊、WIFI通訊模塊和慣導(dǎo)定位模塊，所述的電源模塊、鍵盤(pán)鼠標(biāo)、顯示器模塊、北斗GPS定位模塊和慣導(dǎo)定位模塊均與工控計(jì)算機(jī)電性連接；[0041] 所述的數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)服務(wù)器、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、圖形終端和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；[0042] 所述電鏟精確定位運(yùn)行軌跡測(cè)量終端通過(guò)WIFI通訊模塊、WIFI無(wú)線工作站與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)中的內(nèi)部網(wǎng)連接，同時(shí)內(nèi)部網(wǎng)還連接生產(chǎn)服務(wù)器，以及用戶(hù)管理終端的所有計(jì)算機(jī)。[0043] 所述的慣導(dǎo)定位模塊為安裝在鏟車(chē)上的MPU6050傳感器，內(nèi)嵌一個(gè)三軸數(shù)字陀螺儀。[0044] 所述的北斗GPS定位模塊用于接收衛(wèi)星信號(hào)，所述慣性導(dǎo)航定位模塊用于更精確定位電鏟的位置信息，所述電鏟的位置信息包括電鏟經(jīng)緯度、電鏟運(yùn)行軌跡方向、鏟斗的品位和電鏟作業(yè)計(jì)劃；所述的工控計(jì)算機(jī)用于根據(jù)北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊雙模定位模塊接收的衛(wèi)星信號(hào)解算出電鏟的位置信息。[0045] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)通過(guò)對(duì)安裝在鏟車(chē)上的慣導(dǎo)傳感器(加速度計(jì)，陀螺儀等)和北斗GPS定位模塊的數(shù)據(jù)采集與這些數(shù)據(jù)與鏟車(chē)位置數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直接推導(dǎo)出鏟車(chē)的移動(dòng)距離與方向，從而在位置數(shù)據(jù)不可用的情況下，依舊可以通過(guò)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)來(lái)衡量，預(yù)測(cè)鏟車(chē)的實(shí)際運(yùn)行位置及軌跡，采用了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭配時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回歸模型，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)提取輸入信號(hào)的特征值，時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)對(duì)提取的特征值進(jìn)行時(shí)序分析，把多層的卷積網(wǎng)絡(luò)層的輸出作為時(shí)間遞歸層的輸入，從而用以提高模型的訓(xùn)練速度，系統(tǒng)用了4層卷積層加雙時(shí)間遞歸層的結(jié)構(gòu)，每個(gè)卷積層都附帶一個(gè)池化層(4x2)，最終模型為一個(gè)11層的卷積神經(jīng)層加時(shí)間遞歸層的學(xué)習(xí)模型，通過(guò)GPS和慣導(dǎo)組合計(jì)算，采用深度學(xué)習(xí)的計(jì)算方法，消除電鏟裝車(chē)的擺動(dòng)，研究實(shí)際的運(yùn)行軌跡，通過(guò)大量采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不斷訓(xùn)練，把運(yùn)行軌跡計(jì)算描述出來(lái)，實(shí)現(xiàn)精確定位，精準(zhǔn)配礦。[0046] 所述的慣導(dǎo)模塊選用的是MPU6050傳感器，內(nèi)嵌一個(gè)三軸數(shù)字陀螺儀。[0047] 所述的北斗GPS定位模塊用于接收衛(wèi)星信號(hào)，所述慣性導(dǎo)航定位模塊用于更精確定位電鏟的位置信息，所述電鏟的位置信息包括電鏟經(jīng)緯度、電鏟運(yùn)行軌跡方向、鏟斗的品位和電鏟作業(yè)計(jì)劃；所述的工控計(jì)算機(jī)用于根據(jù)北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航定位模塊雙模定位模塊接收的衛(wèi)星信號(hào)解算出電鏟的位置信息。[0048] 所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是與生產(chǎn)服務(wù)器連接的，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和存儲(chǔ)。[0049] 如圖2所示，本發(fā)明一種礦用電鏟精準(zhǔn)定位方法，其特征在于，包括如下步驟：[0050] (1)初始化：對(duì)北斗GPS定位模塊和慣導(dǎo)定位模塊進(jìn)行初始化設(shè)置；[0051] (2)慣導(dǎo)校準(zhǔn)：對(duì)慣導(dǎo)定位模塊在靜止條件下，進(jìn)行加速度計(jì)、陀螺儀、磁場(chǎng)和高度置0校準(zhǔn)，保證對(duì)慣導(dǎo)模塊的測(cè)量精度進(jìn)行誤差分析，防止慣導(dǎo)定位模塊漂移過(guò)大；[0052] (3)數(shù)據(jù)采集：工控計(jì)算機(jī)每間隔10毫秒進(jìn)行慣導(dǎo)數(shù)據(jù)采集和北斗衛(wèi)星信號(hào)采集，工控計(jì)算機(jī)接收北斗GPS定位模塊和慣性導(dǎo)航模塊的數(shù)據(jù)，把采集數(shù)據(jù)傳送給深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練機(jī)，進(jìn)行模型訓(xùn)練；數(shù)據(jù)采集包括采集時(shí)間、慣導(dǎo)的ax＝x軸加速度、ay:y軸加速度、az:z軸加速度、pitch:x旋轉(zhuǎn)角度、roll:y軸旋轉(zhuǎn)角度、yaw:z軸旋轉(zhuǎn)角度、wx:x軸角速度、wy:y軸角速度、wz:z軸角速度、gv:大地地速和北斗衛(wèi)星經(jīng)緯度數(shù)據(jù)；[0053] (4)數(shù)據(jù)處理：將電鏟實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)，按10毫秒采集周期，并進(jìn)行數(shù)字濾波，按每秒產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；[0054] 每天早7：30和晚18：30按交接班時(shí)間作為靜止?fàn)顟B(tài)起點(diǎn)計(jì)算，把這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)經(jīng)緯度作為慣導(dǎo)的原點(diǎn)，然后，把慣導(dǎo)移動(dòng)每1分鐘時(shí)間產(chǎn)生的移動(dòng)距離換算成經(jīng)緯度，再把1分鐘北斗衛(wèi)星產(chǎn)生的經(jīng)緯度變化進(jìn)行比較，作為分析控制依據(jù)，由于1分鐘時(shí)間較短，電鏟移動(dòng)距離不明顯，我們一般把計(jì)算周期定為10分鐘。[0055] (5)模型的建立：如圖3所示，采用深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭配時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回歸模型，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)提取輸入信號(hào)的特征值，時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)對(duì)提取的特征值進(jìn)行時(shí)序分析，采用模型的損失函數(shù)公式得到訓(xùn)練模型參數(shù)；[0056] 我們采用了多層的卷積網(wǎng)絡(luò)層的輸出作為時(shí)間遞歸層的輸入，從而用以提高模型的訓(xùn)練速度，模型訓(xùn)練優(yōu)化器是Adam.，用了4層卷積層加雙時(shí)間遞歸層的結(jié)構(gòu)。每個(gè)卷積層都附帶一個(gè)池化層(4x2).最終模型為一個(gè)11層的卷積神經(jīng)層加時(shí)間遞歸層的學(xué)習(xí)模型。[0057] 其中模型的關(guān)鍵參數(shù)如下：[0058] 卷積層卷積核數(shù)量:32/64/128/64[0059] 卷積層卷積核核大小:8[0060] 卷積層卷積核移動(dòng)步長(zhǎng):8[0061] 池化層移動(dòng)步長(zhǎng):2[0062] 池化層池大小:4[0063] 時(shí)間遞歸層神經(jīng)元數(shù)量:64。[0064] 所述的模型的損失函數(shù)公式：[0065][0066] 其中yi是訓(xùn)練數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)的實(shí)際距離與角度， 是模型預(yù)測(cè)的距離與角度，模型通過(guò)對(duì)式(1)的函數(shù)迭代求最小值，以達(dá)到訓(xùn)練模型參數(shù)的目的。[0067] 訓(xùn)練經(jīng)過(guò)實(shí)際積累了8萬(wàn)條訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練,將損失函數(shù)的誤差降低到距離1.0米以?xún)?nèi)，角度30度角以?xún)?nèi)。[0068] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的礦用電鏟精準(zhǔn)定位系統(tǒng)通過(guò)對(duì)安裝在鏟車(chē)上的慣導(dǎo)傳感器(加速度計(jì)，陀螺儀等)和北斗GPS定位模塊的數(shù)據(jù)采集與這些數(shù)據(jù)與鏟車(chē)位置數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直接推導(dǎo)出鏟車(chē)的移動(dòng)距離與方向，從而在位置數(shù)據(jù)不可用的情況下，依舊可以通過(guò)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)來(lái)衡量，預(yù)測(cè)鏟車(chē)的實(shí)際運(yùn)行位置及軌跡，采用了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭配時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回歸模型，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)提取輸入信號(hào)的特征值，時(shí)間遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)對(duì)提取的特征值進(jìn)行時(shí)序分析，把多層的卷積網(wǎng)絡(luò)層的輸出作為時(shí)間遞歸層的輸入，從而用以提高模型的訓(xùn)練速度，系統(tǒng)用了4層卷積層加雙時(shí)間遞歸層的結(jié)構(gòu)，每個(gè)卷積層都附帶一個(gè)池化層(4x2)，最終模型為一個(gè)11層的卷積神經(jīng)層加時(shí)間遞歸層的學(xué)習(xí)模型，通過(guò)GPS和慣導(dǎo)組合計(jì)算，采用深度學(xué)習(xí)的計(jì)算方法，消除電鏟裝車(chē)的擺動(dòng)，研究實(shí)際的運(yùn)行軌跡，通過(guò)大量采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不斷訓(xùn)練，把運(yùn)行軌跡計(jì)算描述出來(lái)，實(shí)現(xiàn)精確定位，精準(zhǔn)配礦。[0069] (6)工控計(jì)算機(jī)根據(jù)訓(xùn)練模型參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，通過(guò)模型的損失函數(shù)公式計(jì)算出電鏟每10分鐘所在的位置和作業(yè)方向，并將該經(jīng)緯度數(shù)據(jù)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到生產(chǎn)服務(wù)器；[0070] (7)生產(chǎn)服務(wù)器把10分鐘所在的位置和作業(yè)方向存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，并且，將所在位置標(biāo)注在X，Y平面坐標(biāo)圖上，并且按距離100米方格框顯示實(shí)際位置，并且每班生產(chǎn)每臺(tái)電鏟生產(chǎn)一個(gè)作業(yè)距離和作業(yè)方向圖表；[0071] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中，基于MEMS傳感器物體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行解算并對(duì)其相關(guān)精度誤差進(jìn)行分析，具體步驟包括：[0072] a、研究低精度MEMS傳感器的特性和適用條件，提高低精度MEMS傳感器的測(cè)量精度，減小誤差；[0073] b、建立誤差模型，并以該模型為基礎(chǔ)進(jìn)行誤差校準(zhǔn)補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)，提高傳感器精度，希望能運(yùn)用傳感器準(zhǔn)確測(cè)量運(yùn)動(dòng)體的姿態(tài)位置信息；[0074] 慣導(dǎo)模塊使用前，需要對(duì)模塊進(jìn)行校準(zhǔn)，保證傳感器的主準(zhǔn)確測(cè)量。慣導(dǎo)模塊的校準(zhǔn)包括陀螺儀校準(zhǔn)、磁場(chǎng)校準(zhǔn)和高度置0。陀螺儀校準(zhǔn)用于去除陀螺儀測(cè)量的零偏。模塊靜止時(shí)，如果角速度數(shù)字不在0°/s附近，則需要重新對(duì)陀螺儀進(jìn)行校準(zhǔn)。通過(guò)陀螺儀校準(zhǔn)軟件操作后，等待待讀出來(lái)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定下來(lái)以后，表示完成校準(zhǔn)。然后由配置軟件將零偏數(shù)據(jù)保存至模塊內(nèi)部FLASH中，以便掉電保存。此后，靜止?fàn)顟B(tài)下，陀螺儀的輸出將回到0°/s附近。[0075] c、對(duì)加速度傳感器進(jìn)行的校準(zhǔn)補(bǔ)償，減小加速度傳感器輸出誤差，提高傳感器精度，使傳感器輸出數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確可靠；[0076] d、讀取傳感器中的北斗GPS定位模塊經(jīng)緯度，提供校準(zhǔn)參數(shù)；[0077] 每個(gè)班讀取一次北斗GPS定位數(shù)據(jù)，進(jìn)行校正，形成模型校正誤差參數(shù)，不斷校準(zhǔn)，每次計(jì)算的誤差都是計(jì)算的重要環(huán)節(jié)。[0078] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(4)中，基于慣性導(dǎo)航模塊的電鏟定位原理，具體步驟包括：[0079] a、主動(dòng)式定位(Activepositioning)原理，見(jiàn)圖5，它是通過(guò)對(duì)電鏟運(yùn)動(dòng)的位移和角度進(jìn)行采集和計(jì)算從而確定電鏟的位置。它的定位原理很簡(jiǎn)單：如已知移動(dòng)載體的初始坐標(biāo)(x0，y0，θ0)，利用測(cè)得的移動(dòng)位移和角度計(jì)算出目標(biāo)移動(dòng)之后的坐標(biāo)(x1，y1，θ1)在經(jīng)過(guò)不斷的迭代計(jì)算之后，最終獲得移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。[0080] 主動(dòng)式定位由于其定位原理簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，其定位精度主要受自身定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及定位元件精度影響，受外界環(huán)境因素干擾較小，所以特別適合小范圍、低成本以及復(fù)雜環(huán)境下的定位需求，具有很高的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。[0081] b、電鏟定位(Activepositioning)原理，見(jiàn)圖6，它區(qū)別于被動(dòng)式定位，不依靠外界定位設(shè)備的輔助而是只通過(guò)對(duì)電鏟自身運(yùn)動(dòng)的位移和角度進(jìn)行采集和計(jì)算從而確定電鏟的位置。[0082] 已知定位目標(biāo)的初始坐標(biāo)(x0，y0)，如果測(cè)得的其移動(dòng)位移[0083] S1和角度Q1，則利用式(2.2)即可計(jì)算出目標(biāo)移動(dòng)之后的坐標(biāo)(x1，y1)。[0084][0085] 再經(jīng)過(guò)不斷的迭代計(jì)算，就獲得定位目標(biāo)的移動(dòng)軌跡和位置坐標(biāo)。[0086] c、根據(jù)以上移動(dòng)軌跡和位置坐標(biāo)，畫(huà)出電鏟運(yùn)行軌跡。[0087] 由于電鏟的震動(dòng)和干擾，以及慣性導(dǎo)航模塊本身也有干擾、環(huán)境干擾、震動(dòng)干擾和電磁干擾等，造成電鏟方向定位的難度，需要通過(guò)采用軟件濾波排除處理，保證電鏟的距離測(cè)量可以達(dá)到3％。[0088] (8)各管理者通過(guò)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)查詢(xún)每臺(tái)電鏟現(xiàn)在所在位置，每天、每班電鏟移動(dòng)距離和位置，包括具體作業(yè)方向、起始和最終位置信息。[0089] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。