针对煤矿智能掘进机器人系统位姿实时精确测量问题,基于两级护盾结构相互推移油缸实现机器人行驶原理,提出了一种基于捷联惯导和推移油缸信息融合的智能掘进机器人位姿测量方法。利用捷联惯导实时测量智能掘进机器人的姿态信息,再结合推移油缸位移数据,进行航位推算。采用标准卡尔曼滤波算法将捷联惯导数据和油缸数据进行融合,抑制惯导测量误差,提高位姿测量精度。井下实验结果表明在智能掘进机器人系统静止1h左右,惯导和油缸组合测量的俯仰角、横滚角和航向角的漂移量分别为0.018596°、0.004635°和0.011898°;在智能掘进机器人前进21m(截距为1m)的过程中,组合测量系统解算得到的位置误差在X轴和Y轴方向分别小于3.5cm和2cm。

从工具误差和安装误差2个方面对捷联惯导系统的加速度计测量误差进行了研究。首先详细介绍了加速度计工具误差的标定原理、测试设备、测试方法和数据处理方法;然后在工具误差模型的基础上推导了加速度计的安装误差公式，得到了三轴实际加速度与加速度计输出之间的关系。实践结果表明，以此方法标定的加速度计误差系数为基础的捷联惯导系统的导航精度较高，说明该标定方法切实可行。

通过对Model121x-002加速度计、LCG50角速率陀螺的特性和参数分析，利用PC10工控机设计出一个完整的捷联惯导系统硬件平台。在硬件平台基础上设计了简单实用的系统软件，实现了完整的低成本捷联惯导系统。经校准、标定后，系统的精度和稳定性基本达到了设计目标。