(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのプロセッサを備える第１の放出器ユニット（６）と、第１の受信器ユニット（４）とを備える、地下鉱床（３）における採鉱機（２）の位置を判断するシステムであって、
前記第１の放出器ユニット（６）または前記第１の受信器ユニット（４）の一方は、鉱床壁（５）に対して固定されて位置づけられるよう構成され、
前記第１の放出器ユニット（６）または前記第１の受信器ユニット（４）の他方は、採鉱機（２）に対して取り付けられるよう構成され、
前記第１の放出器ユニット（６）は、コード化磁気信号を送信するよう構成され、
前記第１の受信器ユニット（４）は、前記コード化磁気信号を受信し、受信した前記コード化磁気信号に関連する情報を送信するよう構成され、
前記第１の放出器ユニット（６）はさらに、前記情報を受信するように構成され、
前記少なくとも１つのプロセッサは、送信された前記コード化磁気信号および受信した前記情報に基づいて、前記第１の放出器ユニット（６）と前記第１の受信器ユニット（４）との間の距離および相対角度を特定するよう構成される、
システム。
【請求項２】
前記第１の受信器ユニット（４）が、前記情報を送信するための、第１のアンテナ（２６）を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の放出器ユニット（６）は、前記情報を受信するための第２のアンテナ（３２）を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
複数の第２の放出器ユニット（１３）をさらに含み、
前記第１の放出器ユニット（６）および前記第２の放出器ユニット（１３）のそれぞれは、それぞれのコード化された磁界発生器（２１）を備える、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１および前記第２の放出器ユニット（６、１３）のそれぞれは、それぞれの磁界発生器（２１）を機械的に回転させるためのピッチおよびヨー機構を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１および前記第２の放出器ユニット（６、１３）からそれぞれ一意にコード化磁気信号を受信するための前記第１の受信器ユニット（４）および複数の第２の受信器ユニット（１４）のアレイをさらに含む、請求項４または５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１および前記第２の放出器ユニット（６、１３）が、３次元位置情報を提供して、前記採鉱機（２）のトラッキングを可能にするよう機能する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１および前記第２の放出器ユニット（６、１３）が、前記採鉱機（２）に取り付けられる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１および前記第２の受信器ユニット（４、１４）が、前記鉱床（３）を通る所定の位置に配列される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記鉱床（３）内の前記採鉱機（２）の画像および位置を表示するためのマッピングモジュールをさらに含む、請求項１から９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記マッピングモジュールに設けられ、前記採鉱機（２）の１つまたは複数の構成要素の動作位置を表示することを可能にするよう配置される機器センサをさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記採鉱機（２）上に検出器をさらに含み、前記採鉱機（２）の運行動作を監視し、前記運行動作が、傾き、回転、または振動の少なくとも１つであり、
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記運行動作を補償するよう構成される、
請求項１から１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
プロセッサを備える少なくとも１つの放出器ユニット（６、１３）と、少なくとも１つの受信器ユニット（４、１４）との間の信号伝送を用いて鉱床（３）内の採鉱機（２）をトラッキングする方法であって、
放出器ユニット（６、１３）または受信器ユニット（４、１４）の一方は、鉱床壁（５）に対して固定されて位置づけられ、
放出器ユニット（６、１３）または受信器ユニットの他方は、採鉱機（２）に対して取り付けられ、
前記方法は、
放出器ユニット（６、１３）からコード化磁気信号を送信するステップと、
受信器ユニット（４、１４）が、コード化磁気信号を受信し、受信した前記コード化磁気信号に関連する情報を送信するステップと、
放出器ユニット（６、１３）が、前記情報を受信するステップと、
プロセッサが、送信された前記コード化磁気信号および受信した前記情報に基づいて、放出器ユニット（６、１３）と受信器ユニット（４、１４）との間の距離および相対角度を計算するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記放出器ユニット（６、１３）が、３次元位置情報を提供して、前記採鉱機（２）のトラッキングおよびマッピングを可能にする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記コード化磁気信号が、層貫通コード化磁界（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｔｒａｔａ  ｃｏｄｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）により送信され、
前記ユニット間で計算された前記距離および前記角度が、前記鉱床（３）内の前記放出器ユニットの相対位置を３次元で判断することを可能にする、
請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
ピーク信号強度検出を使用して、前記放出器ユニット（６、１３）と前記受信器ユニット（４、１４）との間の最も直接的な前記角度を発見する、請求項１３から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記受信器ユニット（４、１４）からの前記情報は、前記信号の受信からもたらされ、無線リンクを介して送信される、請求項１３から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記無線リンクで送信された前記情報は、前記放出器ユニット（６、１３）のアンテナによって受信される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの受信器ユニット（４、１４）が、受信器ユニット（４、１４）のアレイを備え、
前記採鉱機（２）の前記位置が、受信器ユニット（４、１４）の前記アレイを用いてトラッキングされる、
請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの放出器ユニット（６、１３）が、前記採鉱機（２）に取り付けられた複数の放出器ユニット（６、１３）を備え、
前記方法が、前記放出器ユニット（６、１３）からの各一意にコード化された磁気信号信号を生成するステップを含み、
前記コード化された磁気信号信号は、それぞれが前記放出器ユニット（６、１３）と関連づけられた前記受信器ユニット（４、１４）によって受信される、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記トラッキングを連続的に行い、リアルタイムで前記採鉱機（２）の移動をなぞる、請求項１３から２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
請求項１３から２０のいずれかに記載した方法により、採鉱機（２）をトラッキングすること、および前記鉱床（３）の表示マップ上で前記採鉱機（２）の位置を識別することを含む、採鉱動作方法。
【請求項２３】
前記採鉱機（２）の識別された前記位置を使用して、前記採鉱機（２）の動作サイクルを制御する、請求項２２に記載の採鉱動作方法。
【請求項２４】
前記表示マップ上での前記採鉱機（２）の構成要素の動作位置を表示するステップをさらに含む、請求項２３に記載の採鉱動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採鉱機トラッキングおよびマッピングに関する。
【背景技術】
【０００２】
採鉱動作では、採鉱機の位置および進行状況を確実にトラッキングすることが重要である。しかしながら、地下の炭鉱採鉱において一般的な条件は、採鉱機の正確な位置決めおよびトラッキングを特に困難にする。
【０００３】
埃のない環境では、光学セオドライトを使用して、視線計測を用いて機器を正確に位置決めすることができる。しかしながら、そのような装置は、地下炭鉱内で見られるような埃の多い状況では適切に動作することができない。さらに、視線計測は、採鉱機が横堀りで動作しており、鉱床の介在層によって視界から隠される場合、利用できない可能性がある。
【０００４】
実際に、従来の光学トラッキングシステムおよびレーダトラッキングシステムは、どちらも、包囲層がどんな直接光学またはレーダ測定も不可能にする場合に、採鉱機が地下鉱床において横堀りで動作している場合、採鉱機の動きをトラッキングするのに適切ではない。
【０００５】
明らかに、採鉱機の衛星ＧＰＳ位置決定は、地下鉱床において選択肢にならない。
【０００６】
ジャイロスコープおよび加速度計ベースシステムもまた、これらのシステムが拡張動作サイクルにわたって正確な位置データを生成するには遅すぎる速度で採鉱機が移動する可能性のある場合に適切ではない。切削ブームのような装置を使用することで生成された反力の結果として、機械の振動、ずれ、または回転による機械の運行動作により、誤差が生じる可能性もある。
【０００７】
特に、運行動作の影響を受けている場合に、機械位置を正確で連続的に監視することが、鉱床の面での、および採鉱サイクル全体での機械の適切で効率的な動作のために不可欠である。正確な位置情報がない場合、鉱床面で機械および機器を動作させるために手入力が必要となり、そのことが、操作者を鉱床の潜在的に危険で有害な環境にさらす。
【０００８】
既存のシステムは、地下炭鉱で遭遇する埃やガスの多い環境において、そのような位置情報を単純にもたらすことができない。
【０００９】
動作サイクル中の機械の進行状況を正確にトラッキングすることができないと、特に、機械が予め選択されたコースを走行しているということが正確に確認されない場合に、採鉱動作全体の有効性および性能が制限される。例えば、機械が、運行動作によりわずかにコースをずれる可能性があり、その場合、掘削または切削動作が軌道から外れる可能性がある。
【００１０】
機械の方向および進行を記録するための現在の処理の１つは、機械の動作が停止し、埃がおさまるまで待つことであり、その時点で、ジオメータは、正確なレーザビーム支援測定を行うことができる。
【００１１】
機械が目標を外れた場合、手動で方向調整をすることができ、採鉱動作が再開される。しかしながら、機械の進行状況を確認するこの処理は、測定値を取得することを可能にするために、手動入力と、相当なダウンタイムとを必要とする。機械が、動作中に、要求されるか、計画されたコースから外れた場合、このことは、何らかの相当な遅延後にのみ発見される可能性がある。そのうちに、機械は、動作サイクルから大幅にずれてしまう可能性がある。
【００１２】
既存のシステムとは異なる地下鉱床に対して適切な位置決めおよびトラッキングシステムを提供することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００３８３２０号明細書
【発明の概要】
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、地下鉱床における採鉱機の位置を判断するためのシステムを提供し、本システムは、第１の放出器ユニットおよび第１の受信器ユニットを備え、放出器ユニットまたは受信器ユニットの一方は、鉱床壁に対して固定されて位置づけられるよう構成され、放出器ユニットまたは受信器ユニットの他方は、採鉱機に対して取り付けられるよう構成され、放出器ユニットは、受信器ユニットが受信するコード化磁気信号を送信するよう構成され、本システムは、受信ユニットが受信した信号に基づいて放出器ユニットと受信器ユニットとの間の距離および相対角度を特定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサをさらに備える。
【００１５】
一実施形態において、本システムは、受信器ユニットが受信した場合に信号に関連した少なくとも１つのプロセッサに情報を送信するための、受信器ユニットと関連した第１のアンテナをさらに含む。
【００１６】
一実施形態において、放出器ユニットは、放出器ユニットおよび受信器ユニットが閉じた通信ループで動作するように、受信器ユニットから情報を受信するための第２のアンテナを含む。
【００１７】
一実施形態において、本システムは、複数の第２の放出器ユニットをさらに含み、第１の放出器ユニットおよび第２の放出器ユニットのそれぞれは、それぞれのコード化された磁界発生器を備える。
【００１８】
一実施形態において、第１および第２の放出器ユニットのそれぞれは、それぞれの磁界発生器を機械的に回転させるためのピッチおよびヨー機構を含む。
【００１９】
一実施形態において、本システムは、第１および第２の放出器ユニットからそれぞれ一意にコード化磁気信号を受信するための第１の受信器ユニットおよび複数の第２の受信器ユニットのアレイをさらに含む。
【００２０】
一実施形態において、放出器ユニットは、３次元位置情報を提供して、採鉱機のトラッキングを可能にするよう機能する。
【００２１】
一実施形態において、放出器ユニットは、採鉱機に取り付けられる。
【００２２】
一実施形態において、受信器ユニットは、鉱床を通る所定の位置に配列される。
【００２３】
一実施形態において、本システムは、鉱床内の採鉱機の画像および位置を表示するためのマッピングモジュールをさらに含む。
【００２４】
一実施形態において、本システムは、マッピングモジュールに設けられ、採鉱機の１つまたは複数の構成要素の動作位置を表示することを可能にするよう配置される機器センサをさらに含む。
【００２５】
一実施形態において、本システムは、採鉱機上に検出器をさらに含み、採鉱機の運行動作を監視し、前記運行動作は、移動、傾き、回転、または振動の少なくとも１つであり、少なくとも１つのプロセッサが、運行動作を補償するよう構成される。
【００２６】
別の態様において、少なくとも１つの放出器ユニットと少なくとも１つの受信器ユニットとの間の信号伝送を用いて鉱床内の採鉱機をトラッキングする方法を提供し、放出器ユニットまたは受信器ユニットの一方は、鉱床壁に対して固定されて位置づけられ、放出器ユニットまたは受信器ユニットの他方は、採鉱機に対して取り付けられ、本方法は、放出器ユニットからコード化磁気信号を送信するステップと、受信器ユニットで信号を受信するステップと、受信信号に関する情報を、プロセッサに送信し、放出器ユニットと受信器ユニットとの間の距離および相対角度を計算するステップとを含む。
【００２７】
一実施形態において、放出器ユニットは、３次元位置情報を提供して、採鉱機のトラッキングおよびマッピングを可能にする。
【００２８】
一実施形態において、コード化磁気信号は、層貫通コード化磁界（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｔｒａｔａ  ｃｏｄｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）により送信され、ユニット間で計算された距離および角度は、鉱床内の放出器ユニットの相対位置を３次元で判断することを可能にする。
【００２９】
一実施形態において、ピーク信号強度検出を使用して、放出器ユニットと受信器ユニットとの間の最も直接的な角度を発見する。
【００３０】
一実施形態において、受信器ユニットからの情報は、信号の受信からもたらされ、無線リンクを介してプロセッサに送信される。
【００３１】
一実施形態において、無線リンクで送信された情報は、放出器ユニットのアンテナによって受信され、情報の信号伝達、受信および返信が、閉じた通信ループ内で行われる。
【００３２】
一実施形態において、少なくとも１つの受信器ユニットは、受信器ユニットのアレイを備え、採鉱機の位置が、受信器ユニットのアレイを用いてトラッキングされる。
【００３３】
一実施形態において、少なくとも１つの放出器ユニットは、採鉱機に取り付けられた複数の放出器ユニットを備え、本方法は、放出器ユニットからの各一意にコード化された信号を生成するステップを含み、その結果、信号は、それぞれが放出器ユニットと関連づけられた受信器ユニットによって受信され、各放出器ユニットに起因するとして別々に識別することができる。
【００３４】
一実施形態において、トラッキングを連続的に行い、リアルタイムで採鉱機の移動をなぞる。
【００３５】
別の態様において、上記の方法により、採鉱機をトラッキングすること、および鉱床の表示マップ上で採鉱機の位置を識別することを含む採鉱動作を提供する。
【００３６】
一実施形態において、採鉱機の識別位置を使用して、採鉱機の動作サイクルを制御する。
【００３７】
一実施形態において、採鉱動作は、採鉱機の入力形式機器センサに基づいて、表示マップ上での採鉱機の構成要素の動作位置を表示することをさらに含む。
【００３８】
本発明は、非限定的な例のみにより、以下の図面を参照して、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】鉱床および鉱床内の採鉱機の位置を判断するためのシステムの概略上面図である。
【図２】本システムで使用される基準ユニットおよび放出器ユニットの概略図である。
【図３】基準ユニットおよび放出器ユニットの間のやりとりおよび通信を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
まず図１を参照すると、システム１によって、鉱床３における採鉱機２をトラッキングする場合を示す。システム１は、鉱床３の壁５に固定されている受信器ユニット４、および採鉱機２に対して固定されている放出器ユニット６を含む。
【００４１】
逆構成において、放出器ユニット６は、壁５に取り付けることができ、その場合、受信器ユニット４は、採鉱機２に取り付けられる。
【００４２】
いずれの場合でも、放出器ユニット６は、低周波数コード化磁気信号を放出するよう設計される。受信器ユニットは、磁場強度、および放出器ユニットから送信されるピッチ情報ならびにヨー情報を検出する。検出された相対角度は、方位線７で示す。
【００４３】
放出器ユニット６からの信号は、一意にコード化され、特定のヨーおよびピッチ設定とともに送信され、放出器ユニット６に固有の特性信号プロファイルを効果的にもたらす。受信器ユニット４で受信された信号情報は、放出器ユニット６、および放出器ユニット６の距離ならびに相対的な３次元位置を識別するのに十分である。この情報は、採鉱機での機上処理のために、閉じた通信ループ内で、無線送信器によって、放出器ユニット６に再送信される。
【００４４】
受信器ユニット４の固定位置および放出器ユニット６の相対的３次元位置を把握することによって、システム１は、採鉱機２の位置を正確に識別することができる。採鉱機２の位置の監視を続けることによって、システム１は、鉱床内を進む採鉱機をリアルタイムにトラッキングする。
【００４５】
例えば、採鉱機２が所定の主標目８に沿って仮想線９が示す位置に移動する場合、放出器ユニット６と受信器ユニット４との間の距離および角度が変化する。方位線７および１０の間の分離角は、ベアリングの変化を示し、受信信号強度の変化は、放出器ユニット６と受信器ユニット４との間の相対距離の変化を示す。これにより、採鉱機２の位置の何らかの変化を、正確にトラッキングし、リアルタイムで連続的に監視することを可能にする。
【００４６】
採鉱機２が逸脱標目１１を進む場合であっても、放出器ユニット６と受信器ユニット４との相対位置は、方位線１２が示すように、磁気信号が低周波数であり、すなわち、層貫通磁界であると判断することができる。そのような磁気信号は、介在する岩石または石炭層によって妨げられることはない。
【００４７】
採鉱機２の位置および態様についてのより詳細な位置情報を取得するために、第２の放出器ユニット１３を、異なる位置で採鉱機２に取り付けることができる。第２の放出器ユニット１３はまた、放出器ユニット１３に固有の一意のコード化信号を送信するよう構成することができる。図示例では、放出器ユニット１３は、鉱床壁５の反対側１５に固定された第２の受信器ユニット１４と閉ループ通信する。さらなる受信器ユニットを、鉱床３に沿ったさまざまな所定の位置に追加することができ、追加の送信器ユニットを、必要に応じて、鉱床３内の採鉱機２の位置に関する極めて正確な情報をもたらすことを可能にするユニットのアレイを提供するために、含むことができる。
【００４８】
図示例では、採鉱機２の位置が、仮想線９が示す位置に変わった場合、２セットの方位線７、１０および１７、１８によって示すような、関連した放出器ユニット６および１３の距離および角度の変化により、採鉱機２の位置を正確に判断することを可能にする。同様に、採鉱機が逸脱標目１１を移動する場合、放出器ユニット６、１３と、関連する受信器ユニット４、１４との間の角度が、方位線１２、２０が示すように、トラッキングされる。方位線７、１２および１７、２０の間の相対角度の変化は、採鉱機２が回転したことを示し、一方、受信器ユニット４、１４によって検出された信号の強度により、採鉱機２の移動距離を正確に判断する。
【００４９】
その場合に理解されるであろうように、採鉱機２の視界が直線であろうとなかろうと、または埃の多い環境であろうとなかろうと、放出器ユニット６、１３は、磁気セオドライトとして機能し、３次元位置情報をもたらして、鉱床３内の採鉱機２の位置および動きを正確に、さらには連続的に、リアルタイムトラッキングすることを可能にする。
【００５０】
図１に示すシステム１は、鉱床３における採鉱機２の位置の概略図である。そのような表現は、オンボードオペレータに対して鉱床３の仮想画像（すなわち、表示画面上の、コンピュータまたは他のプロセッサベースデバイスによって生成された画像）の基本を等しく形成することができる。あるいは、仮想画像は、遠隔地に位置する動作制御室で見て、監視するために利用可能としてもよい。いずれの場合でも、システム１は、採鉱機２の３次元画像を示すマッピングモジュールを含むことができ、鉱床３の仮想マップ内で正確に位置づけられる。
【００５１】
実施形態において、採鉱機はまた、トラックもしくはタイヤ、カッタヘッド、カッタブーム、コンベアブーム、ならびに油圧ジャックなどにより動作する何らかの可動部品などの、オンボード機器および構成要素の位置および動作をモニタリングするための、さまざまなセンサを有する。そのようなセンサはまた、機器の位置および動作を、同じ仮想画像内に表現することを可能にするために、入力をもたらすことができる。
【００５２】
採鉱機はまた、傾き、回転、または振動などの、機械の運行動作を監視するための検出器を有し、さらにシステム１は、放出器ユニットと受信器ユニットとの間の距離および相対角度を判断する際に、それらの動作を補償するよう構成される。
【００５３】
それにより、マッピング機能が、機械の動作サイクル中に、採鉱動作を完全に監視することを可能にする。
【００５４】
ここで図２を参照して、受信器ユニット４と放出器ユニット６との特定の実施形態について説明する。しかしながら、電磁送信器、変換器、またはトランシーバの何らかの適切な形態を、必要に応じて使用することができることを認識すべきである。
【００５５】
放出器ユニット６は、コード化磁界発生器２１、ピッチ・インターフェース・ドライバ２２、およびヨー・インターフェース・ドライバ２３を含み、磁界発生デバイス２４を提供する。デバイス２４は、回転可能であり、非円形の一意にコード化された磁界を発生する。放出器ユニット６は、無線インターフェース２５および無線アンテナ２６、さらにマイクロプロセッサ２７を含む。
【００５６】
受信器ユニット４は、放出器ユニット６が生成した磁界を検出するための磁気コード化磁界検出器２８と、バッテリならびにインターフェース電子装置２９と、マイクロプロセッサならびにインターフェース電子装置３０と、無線インターフェース３１と、無線アンテナ３２とを含む。
【００５７】
放出器ユニット６と受信器ユニット４との間の信号のやりとりを、図３を参照して、ここで説明する。システム１は、低周波数磁気測距を使用する。放出器ユニット６は、２つの変数、すなわち、ヨーとピッチとを送信する。デバイス２４は、コード化電磁界発生器２１を保持する、ピッチ機構組立体３３およびヨー機構組立体３４を含む。デバイス２４は、一意のコード化信号を送信するためのレーダアンテナの回転と同様に、ヨー機構組立体３４によって回転される。受信器ユニット４は、一意のコード化によって正確な信号を識別し、磁気信号の方向を計算するために使用される磁界ベクトルを感知する。信号強度もまた検出される。
【００５８】
信号強度および方向情報は、閉ループ１９内で、アンテナ３２から送信され、放出器ユニット６のアンテナ２６に戻される。放出器ユニット６および受信器ユニット４の間の相対角度は、コード化磁界発生デバイス２４によって生成された既知の磁界プロファイルを用いて検出された磁界ベクトルをクロス相関することにより、マイクロプロセッサ２７で判断される。受信器ユニット４から放出器ユニット６の距離は、当業者には既知であるように、標準ＲＳＳＩ（受信信号強度インジケータ）測定またはピーク信号強度検出に基づいて判断する。
【００５９】
いずれにしても、放出器ユニット６と受信器ユニット４との間の特定の３次元位置関係を判断するために使用される方法論および計算法は、当業者には明らかであるように、必要に応じて、鉱床３の特定の環境および状況に適合するように、変更または修正することができる。使用する特定の方法論に関係なく、磁気信号の検出および測距は、介在層を通過していても、本発明が採鉱機の位置を正確に識別するのに適切であることを示し、先行技術の位置技術に優る利点をもたらす。
【００６０】
本発明が、採鉱機の正確で連続的な監視およびトラッキングをもたらすので、採鉱動作のサイクルは、機械の位置を確認するために中断する必要がない。動作サイクルは、遠隔で監視し、事前に正確に計画することができる。これにより、一般的な鉱床管理を補助し、処理の最適化、トレーニング、およびシミュレーションのために動作レポートを生成するために使用することができる。
【００６１】
位置情報およびトラッキングを、さまざまな採鉱装置およびツールの動作位置を正確に位置特定するために、機械センサの追加入力と組み合わせることは、多くの採鉱動作を自動化することができることを意味する。固体状態重力センサ（ＭＥＭＳ）ベースのピッチ検出器およびロール検出器などの、運行動作検出器からのデータで供給することによって、放出器ユニット６での採鉱機の外部移動の影響を考慮し、補償して、採鉱機のさらにより正確なマッピングおよびトラッキングを提供することができる。
【００６２】
本発明の一実施形態は、地下鉱床における採鉱機の位置を判断するシステムに関する。本システムは、第１の放出器ユニットおよび第１の受信器ユニットを備える。（「第１」および「第２」などの用語は、要素を互いに区別するラベルとして提供され、必ずしも順序または配置を示すことを意味せず、実施形態は、必ずしも複数の前記要素を含むことを意味しない）。放出器ユニットまたは受信器ユニットの一方は、鉱床壁に対して固定されて位置づけられるよう構成される。例えば、放出器ユニットまたは受信器ユニットは、鉱床壁に固定されるよう構成してもよく、鉱床環境に適切なハウジングおよび取付アセンブリを有し、そのようなハウジングには、例えば、耐水性、防塵性、耐衝撃性などを有し、そのような取付アセンブリは、ユニットを壁に取り付けるため、ハウジングに結合される。放出器ユニットまたは受信器ユニットの他方は、採鉱機に対して取り付けられるよう構成される。例えば、放出器ユニットおよび／または受信器ユニットは、採鉱機に対して取り付けられるよう構成される。これは、放出器ユニットおよび／または受信器ユニットが採鉱機に内蔵されることを含み、放出器ユニットおよび／または受信器ユニットは、事実上恒久的に、採鉱機の一部となる。放出器ユニットは、受信器ユニットが受信するコード化磁気信号を送信するよう構成される。本システムは、受信ユニットが受信した信号に基づいて放出器ユニットと受信器ユニットとの間の距離および相対角度を特定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサをさらに備える。例えば、プロセッサは、放出器ユニットの一部、受信器ユニットの一部、採鉱機の一部（例えば、採鉱機の動きや他の動作を制御するためにも使用される採鉱機のプロセッサ）、または中央採掘操作制御室に設置されたプロセッサなどとしてもよく、および／またはさまざまな機能を、複数のそのようなプロセッサで分散して実行してもよい。
【００６３】
動作中、放出器ユニットまたは受信器ユニットの一方は、鉱床壁に対して固定されて位置づけられ、例えば、鉱床壁に取り付けられる。放出器ユニットまたは受信器ユニットの他方は、鉱床機に対して据え付けられ、例えば、鉱床機に取り付けられる。放出器ユニットは、コード化磁気信号を送信し、そのコード化磁気信号は、受信器ユニットによって受信される。受信器ユニットによって受信されるコード化磁気信号の情報は、少なくとも１つのプロセッサに通信される。少なくとも１つのプロセッサは、その情報に基づいて、放出器ユニットと受信器ユニットとの間の距離および相対角度を特定する。
【００６４】
別の実施形態において、本システムは、受信器ユニットが受信した信号に関連した少なくとも１つのプロセッサに情報を送信するための、受信器ユニットと関連した（例えば、受信器ユニットに取り付けられた）第１のアンテナをさらに備える。
【００６５】
別の実施形態において、放出器ユニットは、放出器ユニットおよび受信器ユニットが閉じた通信ループで動作するように、受信器ユニットから情報を受信するための第２のアンテナを含む。
【００６６】
別の実施形態において、本システムは、複数の放出器ユニット（例えば、第１の放出器ユニットおよび複数の第２の放出器ユニット）を備え、それぞれは、それぞれのコード化された磁界発生器を有する。例えば、各放出器ユニットは、それぞれの磁界発生器が機械的に回転するためのピッチおよびヨー機構を含むことができる。
【００６７】
別の実施形態において、本システムは、複数の放出器ユニットからそれぞれ一意にコード化磁気信号を受信するための受信器ユニット（例えば、第１の受信器ユニットおよび複数の第２の受信器ユニット）のアレイを備える。
【００６８】
地下鉱床における採鉱機の位置を判断するためのシステムの別の実施形態において、本システムは、第１の放出器ユニット、第１の受信器ユニット、および少なくとも１つのプロセッサを備える。放出器ユニットまたは受信器ユニットの一方は、鉱床壁に対して固定されて位置づけられるよう構成される。放出器ユニットまたは受信器ユニットの他方は、採鉱機に対して取り付けられるよう構成される。放出器ユニットは、受信器ユニットが受信するコード化磁気信号を送信するよう構成される。コード化磁気信号を送受信するための回路に加えて、放出器ユニットおよび受信器ユニットは、ＲＦまたは他の無線通信のためのアンテナおよびトランシーバをそれぞれさらに備える。受信器ユニットは、各アンテナおよびトランシーバを使用して、受信器ユニットが受信する場合に、コード化磁気信号についての情報を通信するよう構成される。少なくとも１つのプロセッサ（例えば、放出器ユニットの一部とすることができる）は、受信器ユニットによって送信され、放出器ユニットによって受信された（受信器ユニットが受信した信号についての）情報に基づいて、放出器ユニットと受信器ユニットとの間の距離および相対角度を特定するよう構成される。
【００６９】
本発明は、鉱床内の採鉱機（例えば、採鉱車両）の位置を参照して説明したが、低周波数磁界検出を使用する原理は、任意の適切な環境内の何らかの他の種類の物体の位置を特定することにも同等に適用可能である。
【００７０】
本明細書における何らかの先行出版物、または既知である何らかの事物についての参照は、確認もしくは承認、またはその先行出版物（または、それから派生する情報）または既知のものが、本明細書が関連する試みの分野で共通の一般知識の一部を形成するという何らかの形式の考えではなく、そのようなものと見なされるべきではない。
【００７１】
本明細書および添付の特許請求の範囲を通じて、本文で特段要求しない限り、「備える」および「備えている」などの変化形は、述べられた整数もしくはステップまたは整数もしくはステップのグループを包含するが、何らかの他の整数もしくはステップまたは整数もしくはステップのグループを除外しないことを意味することが理解されよう。
【符号の説明】
【００７２】
１  システム
２  採鉱機
３  鉱床
４  受信器ユニット
５  鉱床壁
６  放出器ユニット
７  方位線
８  主目標
９  仮想線
１０  方位線
１１  逸脱目標
１２  方位線
１３  第２の放出器ユニット
１４  第２の受信器ユニット
１５  鉱床壁５の反対側の鉱床壁
１７  方位線
１８  方位線
１９  閉ループ
２０  方位線
２１  コード化磁界発生器、コード化電磁界発生器
２２  ピッチ・インターフェース・ドライバ
２３  ヨー・インターフェース・ドライバ
２４  磁界発生デバイス
２５  無線インターフェース
２６  無線アンテナ
２７  マイクロプロセッサ
２８  磁気コード化磁界検出器
２９  バッテリならびにインターフェース電子装置
３０  マイクロプロセッサならびにインターフェース電子装置
３１  無線インターフェース
３２  無線アンテナ
３３  ピッチ機構組立体
３４  ヨー機構組立体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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