專利名稱：用于確定開采采掘設備中的設備部件的位置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于確定開采采掘設備的設備部件的位置和/或地點的方法，特別地，該開采采掘設備是煤炭開采采掘設備，該開采采掘設備包括用于移除采掘出的材料的至少一個工作面?zhèn)魉脱b置(face conveyor)、具有多個罩型支架以使工作面保持開放的罩型支撐系統(tǒng)、用于在有效操作(active operation)中移動工作面?zhèn)魉脱b置和罩型支撐系統(tǒng)的移動裝置和可沿著工作面?zhèn)魉脱b置移動的采掘機作為設備部件，至少一個設備部件的位置和/或地點由包括至少一個檢測單元的評估系統(tǒng)確定。本發(fā)明還涉及一種用于開采的采掘設備，特別地，該采掘設備是煤炭開采采掘設備，該采掘設備具有用于移除采掘出的材料的工作面?zhèn)魉脱b置、具有多個罩型支架以使工作面保持開放的罩型支撐系統(tǒng)、用于在有效操作中移動工作面?zhèn)魉脱b置和罩型支撐系統(tǒng)的移動裝置和采掘機作為采掘設備的設備部件，包括至少一個檢測單元的評估系統(tǒng)用于確定采掘設備的至少一個設備部件的位置和地點。本發(fā)明還涉及一種方法和適應于實現(xiàn)該方法的采掘設備，通過該方法和設備，能夠檢 測設備部件相對于周圍區(qū)域的地點的變化或位置的變化，以便在合適的情況下能夠由此得到例如工作面移動的結論。
背景技術：
用于以工作面進行礦物的地下開采(采掘)的現(xiàn)代礦山把越來越多的工作轉移到地面。這首先包括采掘過程的監(jiān)測和控制。為了能夠在地面上看見采掘設備的采掘過程并且優(yōu)化采掘過程，需要對諸如特別地在合適的情況下具有安裝的用于采掘機的機器控制單元的工作面?zhèn)魉脱b置、采掘機自身和在合適的情況下罩型支撐系統(tǒng)的支架的盡可能多的設備部件的各自當前位置的可能的最精確的了解，通過罩型支撐系統(tǒng)，工作面或地下采礦場保持開放，并且可以在采掘或開采方向上移動采掘設備的設備部件。在動態(tài)處理過程中，例如，當采煤時，存在工作面中的技術采掘和傳送系統(tǒng)的位置和地點的變化以及位于道路中的設備部件的位置和地點的變化，長久以來希望提供一種用于在合適的情況下測量并確定三維空間(3D)中的所有這些設備部件的位置和/或用于測量并確定所述設備部件相對于彼此的地點的有效的解決方案。EP1276969公開了一種采掘機上攜帶的測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)具有慣性導航系統(tǒng)以便在二維空間中獲得工作面?zhèn)魉脱b置的軌道引導的位置的確定和在軌道上引導的采掘機的位置的確定。然后從利用慣性系統(tǒng)記錄的位置數(shù)據(jù)獲得用于移動裝置的驅動信號以便獲得在3D空間中對采掘設備或引導裝置的控制。使用慣性導航系統(tǒng)，參照初始或開始點確定地點的變化，每當在礦山測量員方面已知開始點時，也可以從利用慣性導航系統(tǒng)確定的相對移動以算術方式確定絕對3D坐標。由慣性導航系統(tǒng)準備的測量數(shù)據(jù)被耦合到采掘機的移動。對于罩型支架，長久以來已知把傾斜檢測器安裝在罩型支架上，諸如例如安裝在它的罩蓋、斷裂罩、控制桿或滑道上，通過傾斜檢測器，確定罩部件相對于彼此的相對地點或者罩部件的絕對地點。在DE 10 2007 035 848 B4中，提出一種具有加速度傳感器的多維檢測器作為傾斜傳感器以便結合自進式傳感器檢測罩型支架相對于工作面?zhèn)魉脱b置的空間/時間坐標并且提高采煤工作面的開采的自動化。已知一種用于大地測量的用于光學距離測量的方法和裝置(參見DE 198 40049)。三角測量法經(jīng)常用于土地測量，其中使用也被設計為三角測量傳感器或反射光掃描器的傳感器。光發(fā)射器發(fā)射光，光在物體處反射之后通過透鏡被提供給局部分辨、主要地光電的圖像傳感器以便從傳感器的已知幾何形狀推論物體的距離。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于產(chǎn)生一種用于采掘設備的方法和評估系統(tǒng)，通過該方法和評估系統(tǒng)，甚至在存在由開采的進展和/或由磨損引起的技術設備部件的絕對地點和相對地點的變化的動態(tài)礦物開采過程的情況下，也能夠確定至少一個設備部件的地點和/或位置、設備部件的指定機器部分的位置和地點或者相對于周圍區(qū)域的地點的變化或位置的變化。
根據(jù)本發(fā)明的基本構思利用用于確定地點或位置的方法實現(xiàn)這個目的，其中至少一個檢測單元包括圖像傳感器，通過該圖像傳感器，檢測與設備部件之一關聯(lián)的至少一個測量對象的至少四個對象點，所述至少四個對象點彼此分隔預定間距并且可在光學波長范圍內被檢測，其中設備部件或者與測量對象關聯(lián)的所述設備部件的至少一個特定機器部分的位置和/或地點由評估系統(tǒng)從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定。根據(jù)本發(fā)明的方法使用這樣的事實在測量對象(測量對象具有彼此分隔預定或先前已知的固定的間距的至少四個清楚定義的對象點，并且測量對象例如連接到設備部件或所述設備部件之一的特定機器部分，諸如例如工作面?zhèn)魉脱b置的防溢板、罩的罩蓋或采掘機的機器框架)的情況下，能夠至少結合圖像傳感器或者結合檢測單元從測量對象的對象點在可由圖像傳感器檢測的至少一個二維圖像平面中的投影在三維空間中重構設備部件的地點(即，傾斜)和/或位置(即，間距)。例如能夠使用數(shù)值解法從對象點的投影重構空間位置。應用根據(jù)本發(fā)明的方法的主要領域由工作面?zhèn)魉脱b置或采掘機沿著工作面相對于罩型支撐系統(tǒng)的地點和位置的確定形成。因為工作面?zhèn)魉脱b置通常在合適的情況下包括用于采掘機的導軌或軌道，所以關于所述兩個設備部件中的僅一個設備部件的地點和位置的信息是足夠的。這種信息使得可以例如避免能夠在工作面中驅動的采掘機(諸如例如，具有相對較大的切割輥的聯(lián)合采礦機)和罩型支架的罩蓋之間的碰撞。為此，可以在根據(jù)本發(fā)明的不同的替換方案中實現(xiàn)或改變該方法。根據(jù)可能的改進，能夠由以固定的方式沿著罩型支撐系統(tǒng)分散布置的多個檢測單元檢測布置在采掘機上的至少一個或正好一個測量對象的各個對象點。在這種第一方法變型的情況下，具有至少四個對象點的至少一個測量對象布置在采掘機上，同時在彼此按照一定間距沿著罩型支撐系統(tǒng)布置的多個罩型支架上在每種情況下布置具有圖像傳感器的至少一個檢測單元，以便在采掘機移動經(jīng)過時由所述圖像傳感器檢測測量對象或測量對象的對象點。如以下更詳細所解釋，測量對象能夠例如由四個有效照射源(諸如，發(fā)光二極管LED)形成，而且由采掘機上的清楚定義的點形成。具有檢測單元的罩型支架越多，越可以準確地檢測并確定相對于罩型支撐系統(tǒng)的工作面的路線。檢測單元能夠按照規(guī)則或不規(guī)則的間距布置，并且能夠由一個檢測單元以光學方式利用至少四個對象點檢測測量對象，但也能夠由多個檢測單元檢測測量對象。也可以把多個測量對象布置在采掘機上，以便在采掘機移動經(jīng)過時例如由布置在各罩型支架上的多個檢測單元同時檢測兩個或更多的評估對，經(jīng)所述評估對，能夠隨后相對于罩型支撐系統(tǒng)確定工作面?zhèn)魉脱b置或采掘機的位置或地點。可能的方法變型在這里能夠規(guī)定測量對象由位于采掘機上的顯示裝置或控制裝置的顯示器形成。這種顯示裝置的顯示器在多數(shù)情況下形成矩形表面，該矩形表面相對于采掘機的壁以及相對于各設備部件的其它機器部分以充分對比的方式被突出出來。整個顯示器將會因此形成光場，或者例如，然而，在每種情況下形成將要利用圖像傳感器掃描的對象點之一的特別亮的光點將會位于顯示器的拐角。只要具有多個顯示器的多個顯示裝置或控制裝置存在于采掘機上，這些裝置能夠由同一檢測單元或者由不同的檢測單元掃描。在例如矩形顯示器的情況下，圖像傳感器根據(jù)采掘機的間距和傾斜將會檢測所述矩形測量對象表面的投影，并且從投影的尺寸，可以檢測顯示器(因此，采掘機)相對于檢測單元的間距(即，位置)，并且還檢測測量對象的傾斜的程度(即，位置)。另一方法變型能夠規(guī)定獨立于采掘機沿著工作面?zhèn)魉脱b置移動的至少一個或正好一個測量對象的對象點由以固定的方式沿著罩型支撐系統(tǒng)分散布置的多個檢測單元檢 測。這種獨立于采掘機移動的測量對象能夠例如布置在工作面?zhèn)魉脱b置上，或者也能夠包括與采掘機分開地來回移動的測量對象。很明顯，這些方法變型也能夠組合，在合適的情況下，同一檢測單元也可以在每種情況下用于檢測采掘機上的測量對象以及用于檢測獨立于采掘機移動的測量對象。另一方法變型能夠是由以固定的方式沿著罩型支撐系統(tǒng)分散布置的多個檢測單元檢測以固定的方式沿著工作面?zhèn)魉脱b置分散布置的測量對象的對象點。對于這種變型，例如，罩型支撐系統(tǒng)的每個罩型支架或者僅基本上任意數(shù)量的罩型支架能夠具有一個或多個檢測單元，這些檢測單元隨后檢測在每種情況下例如安裝在關聯(lián)的工作面?zhèn)魉脱b置的槽形盤上的一個或多個測量對象的對象點。作為這種方案的替換方案，或者另外地，沿著罩型支撐系統(tǒng)分布布置的多個固定的測量對象的對象點能夠由布置在采掘機上的至少一個或正好一個檢測單元檢測。在這種方法變型的情況下，檢測單元因此布置在采掘機上，而在罩型支撐件上分布布置的固定的測量對象由移動的檢測單元掃描。在這種情況下，是罩型支撐系統(tǒng)的每個罩型支架還是僅個別的罩型支架具有至少一個測量對象也取決于所希望的分辨率和精度。當運行這種方法時，例如，每個罩型支架的支撐控制裝置的顯示器也能夠形成測量對象，該測量對象隨后由與采掘機一起移動經(jīng)過的檢測單元檢測以確定位于一側的罩型支架或罩型支撐系統(tǒng)和位于另一側的采掘機之間的相對位置。替代于把檢測單元布置在采掘機上，它也能夠獨立于采掘機而移動。另外，沿著罩型支撐系統(tǒng)分布布置的多個固定的測量對象的對象點也能夠由以固定的方式沿著工作面?zhèn)魉脱b置分布布置的多個檢測單元檢測。在這種方法變型中，固定的測量對象也能夠例如由每個罩型支架的支撐控制裝置的顯示器產(chǎn)生，但也能夠由來自例如作為矩形的拐角點安裝在指定機器部分上的發(fā)光二極管的視覺信號產(chǎn)生。測量對象的對象點能夠由例如在可見波長范圍內發(fā)光的發(fā)光二極管形成。對象點能夠由顯示器或者也由其它照射源或LED (諸如例如，在UV波長范圍或IR波長范圍內發(fā)光的LED)形成，只要可以利用光學圖像傳感器(諸如例如，二維矩陣傳感器或線傳感器)掃描對象點即可。
利用一種采掘設備實現(xiàn)上述目的，其中至少一個檢測單元包括圖像傳感器，并且至少一個設備部件或設備部件之一的特定機器部分與包括至少四個對象點的測量對象關聯(lián)，所述至少四個對象點彼此分隔預定間距并且可在光學波長范圍內由圖像傳感器檢測。具有圖像傳感器的至少一個檢測單元因此布置在一般的采掘設備上，通過該圖像傳感器，可檢測可在光學波長范圍內檢測的對象點，諸如例如另一設備部件的LED照射源或顯示器
坐 寸o評估系統(tǒng)應該優(yōu)選地包括圖像處理軟件，通過該圖像處理軟件，可從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定設備部件的位置或地點。為了使檢測單元的數(shù)量最小化，在根據(jù)本發(fā)明的方法或采掘設備的特別有益的改進的情況下，能夠設置為檢測單元或者圖像傳感器可樞軸轉動或者被樞軸轉動，或者在每 種情況下與檢測單元的圖像傳感器關聯(lián)的光學系統(tǒng)可樞軸轉動或者被樞軸轉動。可樞軸轉動的檢測單元或者可樞軸轉動的鏡頭能夠用于利用一個檢測單元掃描多個固定的測量對象，或者特別地在移動的測量對象的情況下，在采掘機移動經(jīng)過時在不同位置利用同一檢測單元掃描測量對象。只要固定的測量對象例如在每種情況下布置在經(jīng)移動桿連接到關聯(lián)的罩型支架的工作面?zhèn)魉脱b置的相應槽形盤上，也可以利用可樞軸轉動的檢測單元掃描布置在相鄰的槽形盤上的測量對象。只要可樞軸轉動的檢測單元布置在工作面?zhèn)?因此，例如布置在工作面?zhèn)魉脱b置上)，能夠利用一個檢測單元掃描多個罩型支架上的測量對象。檢測單元或關聯(lián)的鏡頭的可樞軸轉動性也能夠用于在一個設備部件上定位由單個檢測單元逐個地掃描的多個測量對象。測量對象的對象點優(yōu)選地包括在光學波長范圍內發(fā)光并彼此按照預定間距布置的照射源(特別地，LED)。為了使隨后在計算上花費的時間和金錢最小化，特別有益地，LED彼此分隔固定間距并且例如以簡單的幾何形狀(諸如例如，矩形)在測量區(qū)上延伸。這里選擇的各測量對象之間的間距越大，評估系統(tǒng)的空間分辨率能夠越好。為了確保測量對象的各對象點之間的固定間距，特別有益地，測量對象的所有對象點分布布置在設備部件之一的同一機器部分上?？紤]到存在大的表面，這種特定機器部分能夠特別地是工作面?zhèn)魉脱b置的槽形盤的防溢板、聯(lián)合采礦機的殼體壁或者罩型支架的蓋或斷裂罩。為了增加系統(tǒng)的精度，多個檢測單元能夠在每種情況下布置在罩型支撐系統(tǒng)的罩型支架上或者工作面?zhèn)魉脱b置的槽形盤上的不同位置，根據(jù)一種變型，所述檢測單元中的至少兩個檢測單元隨后被確定用于檢測同一測量對象。作為替換方案，多個測量對象或者多個檢測單元能夠在每種情況下布置在罩型支撐的罩型支架上或者工作面?zhèn)魉脱b置的槽形盤上的不同位置，在每種情況下，所述測量對象中的一個測量對象和所述檢測單元中的一個檢測單元形成評估對。在這種變型的情況下，特別地，可以與非移動檢測單元一起工作。如果將要利用一個檢測單元掃描多個測量對象，則可樞軸轉動的檢測單元或具有可樞軸轉動的鏡頭的檢測單元特別地合適。設備部件之一或設備部件的特定機器部分的地點坐標和/或位置坐標由評估裝置從由圖像傳感器檢測的對象點的投影在迭代步驟中確定。在這種情況下，優(yōu)選地確定(特別地，計算)工作面?zhèn)魉脱b置的地點坐標或位置坐標。更優(yōu)選地，至少一個設備部件(優(yōu)選地，工作面?zhèn)魉脱b置或支架)能夠與至少一個傾斜檢測器關聯(lián)，以便不僅檢測例如工作面?zhèn)魉脱b置相對于罩型支撐系統(tǒng)的相對地點，還確定絕對地點。傾斜檢測器的信號也能夠取代光學評估系統(tǒng)，并且如果傾斜檢測器同時與各設備部件和工作面?zhèn)魉脱b置關聯(lián)，則它能夠用于例如確定位置。包括用于各維度的加速度傳感器的二維或三維傾斜檢測器特別地適合于此，具有加速度傳感器的對應的傾斜檢測器同時在包括地下開采的許多技術領域中是已知的。構成本發(fā)明的解決方案構思也能夠用于僅獲得關于地點或設備部件如何實際上相對于周圍區(qū)域改變的信息。由于采掘設備的自動前進，所有設備部件以規(guī)則方式移動。為此，例如，支架不能固定在工作面中或者固定在地里。在地面陡峭下沉的情況下或者由于其它情況，這能夠導致采掘設備的遷移。為了對此進行檢測，能夠應用如權利要求18所述的根據(jù)本發(fā)明的方法，其中不存在單獨的測量對象，而是至少一個檢測單元包括圖像傳感器，通過該圖像傳感器，檢測至少四個對象點，所述至少四個對象點彼此分隔預定間距并且可在光學波長范圍內被檢測，其中檢測單元與設備部件之一關聯(lián)，并且所述設備部件的位置的變化和/或地點的變化由評估系統(tǒng)從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定。特別有益地，檢測位于將要由采掘機采掘的工作面處的自然對象點。很明顯，對象點的掃描必須隨后在工作面未被采掘機改變的兩個時間點發(fā)生。為了確定地點的變化或位置的變化，不必知道對象點之間的絕對間距，在不存在對象點之間的間距的任何變化并因此固定地預先確定 的情況下使用對象點進行比較就足夠了。在相應地適應于這種方法的采掘設備的情況下，根據(jù)本發(fā)明的一種設置包括至少一個檢測單元的評估系統(tǒng)用于確定采掘設備的至少一個設備部件的位置或地點或者位置的變化或地點的變化，所述至少一個檢測單元包括布置在設備部件之一上的圖像傳感器，并且通過該圖像傳感器，可檢測至少四個對象點，所述至少四個對象點彼此分隔固定地預定的間距并且可在光學波長范圍內被檢測。尤其有益地，評估系統(tǒng)包括圖像處理軟件，通過該圖像處理軟件，可從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定設備部件的位置的變化和/或地點的變化。也在采掘設備的情況下，特別地，能夠在將要由采掘機采掘的工作面檢測自然對象點。最后提及的方法和關聯(lián)的采掘設備以特別有益的方式適合經(jīng)確定的設備部件的位置的變化和地點的變化檢測采掘設備的移動。


通過下面對于測量原理以及對于用于礦物的開采的采掘設備以高度簡化的示意性方式在附圖中概述的示例性實施例的描述和解釋，產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的方法和采掘設備的另外的優(yōu)點和改進，其中圖I作為第一示例性實施例顯示具有根據(jù)本發(fā)明的評估系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的采掘設備的示意性表示；圖2通過模型顯示構成本發(fā)明的測量原理；圖3顯示根據(jù)第二實施例變型的采掘設備；圖4顯示根據(jù)第三實施例變型的采掘設備；圖5顯示根據(jù)第四實施例變型的采掘設備；圖6顯示根據(jù)第五實施例變型的采掘設備；圖7顯示根據(jù)第六實施例變型的采掘設備；
圖8顯示根據(jù)第七實施例變型的采掘設備；和圖9顯示根據(jù)第八實施例變型的采掘設備。
具體實施例方式圖I中的標號10被給予根據(jù)第一示例性實施例的根據(jù)本發(fā)明的采掘設備的極其簡化的示意性表示。采掘設備10以本身已知的方式包括罩型支撐系統(tǒng)1，罩型支撐系統(tǒng)I具有在地下工作面中彼此緊挨著布置的多個支架2，罩型支撐系統(tǒng)I的僅一個罩型支架2表示在附圖中。罩型支架2以本身已知的方式包括地面滑道(floor runner)3、斷裂罩(fracture shield) 4和罩蓋5,罩型支架2在合適的情況下能夠在前部具有能夠折疊的前蓋。罩蓋5和斷裂罩4可以以本身已知的方式相對于地面滑道3移動，并且由罩型支撐系統(tǒng)I以這種方式使工作面保持開放，即采掘機6 (在這種情況下，由聯(lián)合采礦機形成)能夠在工作面中來回地移動以在工作面開采礦物，諸如例如煤。在工作面?zhèn)魉脱b置8的導軌引導采掘機6，基本上僅利用一個槽形盤7示意性地指示工作面?zhèn)魉脱b置8的導軌，但工作面?zhèn)魉脱b置8的導軌能夠原則上以任意方式構造，并且以本身已知的方式能夠由成排地布置的多個對應槽形盤形成。推桿9在每種情況下位于每個罩型支架2和工作面?zhèn)魉脱b置8的每個槽形盤7之間，通過推桿，如果罩型支架2未支撐在工作面中，則工作面?zhèn)魉脱b置8能夠相對于罩型支架2移動，或者罩型支架2能夠前進，這本身對于專家而言是已知的。根據(jù)移動裝置9的延伸的長度產(chǎn)生測量對象20和檢測單元25之間的不同間距。因為這種采掘設備10的基本設計對于專家而言是已知的，所以在這里不進行進一步的描述。本發(fā)明基本上能夠用于所有類型的采掘設備。在圖I中的示例性實施例中，測量對象20位于采掘機6的殼體壁11上，即在這種情況下位于與切割輥12相對和背對并且與罩型支架2面對的殼體壁11上，所述測量對象包括四個拐角點作為對象點21，對象點21在每種情況下例如由發(fā)光二極管形成。測量對象形成矩形測量區(qū)。發(fā)光二極管形成測量對象20的對象點21，并且發(fā)光二極管包括能夠由合適的檢測單元25檢測的照射源。在圖I中，優(yōu)選地純粹用于說明性目的，檢測單元25表示為視頻照相機，該視頻照相機以本身已知的方式包括位于殼體中的鏡頭和圖像傳感器(諸如例如，CCD圖像傳感器)。然而，檢測單元25也能夠以完全不同的方式設計，只要它適合在視覺上區(qū)分由測量對象20(在這種情況下因此由發(fā)光二極管)照射的對象點和周圍區(qū)域的背景即可。在采掘設備10的情況下，測量對象20布置在采掘機6上，而檢測單元25以固定方式布置在罩型支架2上。罩型支撐系統(tǒng)I中的每個罩型支架2可具有對應的檢測單元25，或者僅少量的罩型支架2可具有對應的檢測單元25，然后能夠在檢測單元25之間設置規(guī)則或者在合適的情況下不規(guī)則的間距。使用的檢測單元25越多，越可以準確地通過由檢測單元25和測量對象20和合適的計算機或處理器和軟件一起形成的評估系統(tǒng)檢測它們和采掘機6或工作面?zhèn)魉脱b置7之間的間距以及采掘機6或工作面?zhèn)魉脱b置8相對于檢測單元25或任意參考點的傾斜。采掘機6或工作面?zhèn)魉脱b置7相對于水平面的傾斜在圖I中由角度a指示?，F(xiàn)在首先參照圖2解釋根據(jù)本發(fā)明使用的測量方法。使用圖2中示意性地顯示的模型能夠描述空間在由優(yōu)選地二維圖像傳感器30形成的圖像平面上的透視投影，并且從3D空間的2D投影能夠表示3D空間的重構。x、y和z是3D空間中的測量對象P的對象點的坐標軸(空間坐標系統(tǒng))，而u和V是2D空間中的圖、像投影Q的坐標軸(圖像坐標系統(tǒng))。f是依賴于檢測單元的參數(shù)。在圖2中的模型中，圖像坐標系統(tǒng)的原點位于空間坐標系統(tǒng)的點(O，O，f)，并且(u，v)平面布置為平行于(x，y)平面。圖2闡述合適的測量對象P的在這種情況下的正好四個對象點Pp P2、P3、P4被成像到圖像傳感器30的圖像平面上。這四個對象點P:、P2、P3、P4在這種情況下為了簡化而布置，從而它們形成具有邊長a和b的矩形。需要至少四個點以解釋該解決方案。使用圖像傳感器30 (諸如例如，CXD傳感器)利用逐行掃描檢測的圖像點Qp Q2、Q3> Q4的坐標(Ui, Vi)、參數(shù)f和由測量對象P形成的矩形的邊長a和b是已知變量。適用下面的方程
權利要求
1.一種用于確定開采采掘設備的設備部件的位置和/或地點的方法，特別地，該開采采掘設備是煤炭開采采掘設備，其中設備部件包括用于移除采掘出的材料的至少一個工作面?zhèn)魉脱b置(8)、具有多個罩型支架(2)以使工作面保持開放的罩型支撐系統(tǒng)(I)、用于在有效操作中移動工作面?zhèn)魉脱b置(8)和罩型支撐系統(tǒng)(I)的移位裝置(9)和能沿著工作面?zhèn)魉脱b置(8)移動的采掘機￠)，其中至少一個設備部件的位置和/或地點由包括至少一個檢測單元(25)的評估系統(tǒng)確定，其特征在于，所述至少一個檢測單元(25)包括圖像傳感器，通過該圖像傳感器，檢測與設備部件之一關聯(lián)的至少一個測量對象(20)的至少四個對象點(21)，所述至少四個對象點(21)彼此分隔 預定間距并且能在光學波長范圍內被檢測到，其中評估系統(tǒng)根據(jù)由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定設備部件的位置和/或地點。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，由以固定的方式沿著罩型支撐件散布的多個檢測單元(25 ；275A)檢測布置在采掘機出；256)上的至少一個或正好一個測量對象(20 ；270A)的各個對象點。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述測量對象由位于采掘機上的顯示裝置或控制裝置的顯示器形成。
4.如權利要求I或者權利要求2至3之一所述的方法，其特征在于，由以固定的方式沿著罩型支撐件散布的多個檢測單元(275C)檢測獨立于采掘機(256)沿著工作面?zhèn)魉脱b置移動的至少一個或正好一個測量對象(270C)的各個對象點。
5.如權利要求I或者權利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，由以固定的方式沿著罩型支撐件散布的多個檢測單元(175 ；275B)檢測以固定的方式沿著工作面?zhèn)魉脱b置(158 ；258)散布的測量對象(170 ；270B)的各個對象點。
6.如權利要求I或者權利要求2至5之一所述的方法，其特征在于，由布置在采掘機上的至少一個或正好一個檢測單元(325C)檢測沿著罩型支撐系統(tǒng)(301)散布的多個固定的測量對象(320C)的各個對象點。
7.如權利要求I或者權利要求2至6之一所述的方法，其特征在于，由獨立于采掘機沿著工作面?zhèn)魉脱b置(108)移動的至少一個或正好一個檢測單元(125)檢測沿著罩型支撐系統(tǒng)散布的多個固定的測量對象(120)的各個對象點。
8.如權利要求I至7之一所述的方法，其特征在于，由以固定的方式沿著工作面?zhèn)魉脱b置散布的多個檢測單元(325B)檢測沿著罩型支撐系統(tǒng)散布的多個固定的測量對象(320B)的各個對象點。
9.一種用于開采的采掘設備，特別地，該采掘設備是煤炭開采采掘設備，該采掘設備具有用于移除采掘出的材料的工作面?zhèn)魉脱b置(8)、有多個罩型支架(2)以使工作面保持開放的罩型支撐系統(tǒng)(I)、用于在有效操作中移動工作面?zhèn)魉脱b置(8)和罩型支撐件(I)的移位裝置(9)、和采掘機￠)，以作為采掘設備的設備部件，其中提供包括至少一個檢測單元的評估系統(tǒng)用于確定采掘設備的至少一個設備部件的位置和地點，其特征在于，所述至少一個檢測單元(25)包括圖像傳感器，并且至少一個設備部件與包括至少四個對象點(21)的測量對象(20)關聯(lián)，所述至少四個對象點(21)彼此分隔預定間距并且可在光學波長范圍內由圖像傳感器檢測。
10.如權利要求9所述的采掘設備，其特征在于，所述評估系統(tǒng)包括圖像處理軟件，通過該圖像處理軟件，可從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定設備部件的位置和/或地點。
11.如權利要求I至8之一所述的方法或者如權利要求9至10之一所述的采掘設備，其特征在于，所述檢測單元(175)或者在每種情況下與檢測單元的圖像傳感器關聯(lián)的光學系統(tǒng)可樞軸轉動或者被樞軸轉動。
12.如權利要求I至8之一或11所述的方法或者如權利要求9至11之一所述的采掘設備，其特征在于，沿著工作面?zhèn)魉脱b置散布的至少多個，優(yōu)選地所有的，檢測單元(325B)或測量對象(170 ；270B)在每種情況下布置在工作面?zhèn)魉脱b置的在采空區(qū)側的防溢板(163 ；.263 ；303)上。
13.如權利要求I至12之一所述的方法或者如權利要求9至12之一所述的采掘設備，其特征在于，所述測量對象的對象點由在光學波長范圍內發(fā)光并彼此分隔預定間距的照射源構成，特別地，照射源是LED，和/或測量對象的對象點散布在各設備部件之一的同一機 器部分上。
14.如權利要求I至13之一所述的方法或者如權利要求9至13之一所述的采掘設備，其特征在于，多個測量對象(320A，320B, 320C)或者多個檢測單元(275A，275B, 275C)在每種情況下布置在罩型支撐系統(tǒng)的罩型支架上或者工作面?zhèn)魉脱b置的槽形盤上的不同位置，在每種情況下，所述測量對象中的一個測量對象和所述檢測單元中一個檢測單元形成評估對。
15.如權利要求I至13之一所述的方法或者如權利要求9至13之一所述的采掘設備，其特征在于，多個檢測單元在每種情況下布置在罩型支撐系統(tǒng)的罩型支架上或者工作面?zhèn)魉脱b置的槽形盤上的不同位置，其中所述檢測單元中的至少兩個檢測單元被確定用于檢測同一測量對象。
16.如權利要求I至15之一所述的方法或者如權利要求9至15之一所述的采掘設備，其特征在于，設備部件之一，優(yōu)選地工作面?zhèn)魉脱b置的地點坐標或位置坐標由評估裝置從由圖像傳感器檢測的對象點的投影在迭代步驟中確定，特別地，在迭代步驟中計算。
17.如權利要求I至16之一所述的方法或者如權利要求9至16之一所述的采掘設備，其特征在于，至少一個設備部件，優(yōu)選地工作面?zhèn)魉脱b置，與至少一個傾斜檢測器關聯(lián)，傾斜檢測器的信號可被提供給評估系統(tǒng)和/或能夠由評估系統(tǒng)評估，其中傾斜檢測器優(yōu)選地包括多個加速度傳感器。
18.一種用于確定開采采掘設備的設備部件的位置和/或地點的變化的方法，特別地，該開采采掘設備是煤炭開采采掘設備，其中設備部件包括用于移除采掘出的材料的至少一個工作面?zhèn)魉脱b置(408)、具有多個罩型支架(402)以使工作面保持開放的一個罩型支撐系統(tǒng)、用于在有效操作中移動工作面?zhèn)魉脱b置(408)和罩型支撐系統(tǒng)的移位裝置、和可沿著工作面?zhèn)魉脱b置(408)移動的采掘機(406)，其中至少一個設備部件的位置的變化和/或地點的變化由包括至少一個檢測單元(425)的評估系統(tǒng)確定，其特征在于，所述至少一個檢測單元(425)包括圖像傳感器，通過該圖像傳感器，檢測至少四個對象點(421，422，423，424)，所述至少四個對象點(421，422，423，424)彼此分隔預定間距并且可在光學波長范圍內被檢測，其中檢測單元(425)與設備部件之一關聯(lián)，并且所述設備部件的位置的變化和/或地點的變化由評估系統(tǒng)從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定。
19.如權利要求18所述的方法，其特征在于，檢測位于將要由采掘機采掘的工作面(440)處的自然對象點。
20.一種用于開采的采掘設備，特別地，該采掘設備是煤炭開采采掘設備，該采掘設備具有用于移除采掘出的材料的工作面?zhèn)魉脱b置(408)、有多個罩型支架(402)以使工作面保持開放的罩型支撐系統(tǒng)、用于在有效操作中移動工作面?zhèn)魉脱b置(408)和罩型支撐系統(tǒng)的移位裝置、和采掘機(406)，以作為采掘設備的設備部件，其中提供包括至少一個檢測單元的評估系統(tǒng)用于確定采掘設備的至少一個設備部件的位置或地點或者位置的變化或地點的變化，其特征在于，所述至少一個檢測單元(425)包括布置在設備部件之一上的圖像傳感器，并且通過該圖像傳感器，能檢測至少四個對象點(421，422，423，424)，所述至少四個對象點(421，422，423，424)彼此分隔固定的預定間距并且可在光學波長范圍內被檢測。
21.如權利要求20所述的采掘設備，其特征在于，所述評估系統(tǒng)包括圖像處理軟件，通過該圖像處理軟件，可從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定設備部件的位置和/或地 點的變化。
22.如權利要求20或21所述的采掘設備，其特征在于，檢測位于將要由采掘機采掘的工作面(440)處的自然對象點。
23.如權利要求18至19之一所述的方法或者如權利要求20至22之一所述的采掘設備，其特征在于，通過所確定的設備部件的位置和地點的變化檢測采掘設備的遷移。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定開采采掘設備的設備部件的位置和/或地點的方法，采掘設備包括至少一個工作面?zhèn)魉脱b置(8)、具有多個罩型支架(2)的罩型支撐系統(tǒng)(1)和可沿著工作面?zhèn)魉脱b置(8)移動的采掘機(6)，其中至少一個設備部件的位置和/或地點由包括至少一個檢測單元(25)的評估系統(tǒng)確定。為了甚至在動態(tài)礦物開采過程中也能夠確定至少一個設備部件的位置和/或地點，所述至少一個檢測單元(25)包括圖像傳感器，通過該圖像傳感器，檢測與設備部件之一關聯(lián)的至少一個測量對象(20)的至少四個對象點(21)，所述至少四個對象點(21)彼此分隔預定間距并且可在光學波長范圍內被檢測。使用該評估系統(tǒng)，能夠從由圖像傳感器檢測的對象點的投影確定設備部件的位置和/或地點。
文檔編號E21D23/12GK102753785SQ201180009514
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權日2010年2月19日
發(fā)明者A·偉斯特普哈倫, D·哈恩, D·德默爾, M·阿勒, S·亨斯特勒, S·保利, S·斯特爾特 申請人:卡特彼勒全球礦場歐洲有限公司