钻孔自动定位方法、装置、工控屏及采矿台车

权利要求书： 1.一种钻孔自动定位方法，应用于采矿台车，所述采矿台车包括工控屏、用于在目标孔位进行钻孔的钻孔工具、以及用于带动所述钻孔工具沿水平方向移动的俯仰油缸，其特征在于，所述方法应用于所述工控屏，包括：获取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，以及布孔文件中待钻孔的目标孔位，并基于所述第一距离和所述目标孔位确定所述钻孔工具上的钻头与所述目标孔位在水平方向的第二距离；

基于所述第一距离与所述第二距离，采用预设算法确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量；其中，所述预设算法包括基于第一距离和所述第二距离确定所述俯仰角度的第一算法，以及基于所述第一距离和所述第二距离确定所述油缸伸缩量的第二算法；

根据所述俯仰角度控制所述俯仰油缸进行俯仰，和/或根据所述油缸伸缩量控制所述俯仰油缸进行伸缩，使得所述钻头位于所述目标孔位的垂线上。

2.如权利要求1所述的钻孔自动定位方法，其特征在于，所述第一算法的表达式为：；

所述第二算法的表达式为：

；

式中，Z表示第二距离，表示第一距离，表示俯仰角度，表示油缸伸缩量。

3.如权利要求2所述的钻孔自动定位方法，其特征在于，所述预设算法还包括所述俯仰油缸进行俯仰或伸缩时，保持第三距离不变的第三算法，所述第三距离为所述钻头与所述目标孔位在竖直方向的距离；

所述第三算法的表达式为：

；

式中，表示油缸伸缩量，表示俯仰角度。

4.如权利要求3所述的钻孔自动定位方法，其特征在于，构建所述预设算法的过程包括：输入原始数据集中的任一数据集，所述原始数据集包括第一数据集、第二数据集和第三数据集，所述第一数据集包括所述第一距离、所述第二距离，以及与所述第一距离和所述第二距离对应的所述俯仰角度的多组数据，所述第二数据集包括所述第一距离、所述第二距离，以及与所述第一距离和所述第二距离对应的所述油缸伸缩量的多组数据，所述第三数据集包括所述油缸伸缩量和与所述油缸伸缩量对应的所述俯仰角度的多组数据；

设定学习率和初始参数，所述初始参数为随机设定的同步变量；

基于所述原始数据集中的任一数据集和所述初始参数构建假设函数，并计算所述假设函数获得第一结果；

将所述第一结果带入预设的成本函数中计算偏导数，获得第二结果，所述第二结果为所述成本函数的斜率；

基于所述第一结果、所述第二结果和所述学习率，采用梯度下降算法获得更新的同步变量，将所述更新的同步变量更新所述假设函数，获得更新后的第一结果；将所述更新后的第一结果与所述第一结果进行求差计算，获得差值；

判定所述差值是否小于或等于预设差值，若所述差值小于或等于所述预设差值，则经过所述更新的同步变量更新的假设函数为所述预设算法，若所述差值大于所述预设差值，则将所述更新的同步变量重新带入至所述假设函数中，直至所述差值小于或等于所述预设差值。

5.如权利要求4所述的钻孔自动定位方法，其特征在于，在将所述更新的同步变量更新所述假设函数，获得更新后的第一结果后，在所述更新后的第一结果与所述第一结果进行求差计算，获得差值前，构建所述预设算法的过程还包括：判定所述更新后的第一结果是否为更新N次后的第一结果，若没有更新N次，则将所述更新后的第一结果带入至所述假设函数进行计算，若更新N次，则将更新N次后的第一结果与更新N?1次后的第一结果进行求差计算。

6.如权利要求4所述的钻孔自动定位方法，其特征在于，所述假设函数的表达式为：；

式中， 表示第一结果， 至 表示同步变量， 至 表示原始数据集中的参数，表示第一距离， 表示第二距离， 至 表示针对第一距离或第二距离的变换，变换的方式包括平方、立方或开方的任意一种；

所述成本函数的表达式为：

；

式中， 表示未计算偏导数的第二结果， 表示训练样本的组量，表示原始数据集中的俯仰角度或油缸伸缩量，表示 样本中的第 个样本， 表示根据第 个样本计算出的第一结果， 表示第 个样本中的俯仰角度或油缸伸缩量；

计算所述成本函数偏导数的表达式为：

所述梯度下降的表达式为：

式中，表示学习率， 表示更新后第 次的第一结果， 表示第 次的第一结果。

7.如权利要求1所述的钻孔自动定位方法，其特征在于，所述采矿台车还包括用于带动所述钻孔工具沿垂直方向进行伸缩的滑架油缸；

在所述使得所述钻头位于所述目标孔位的垂线上后，所述方法还包括：基于所述目标孔位在竖直方向上的距离，控制所述滑架油缸伸缩带动所述钻头到达所述目标孔位。

8.一种钻孔自动定位装置，其特征在于，用于实现如权利要求1?7任一项所述的钻孔自动定位方法，所述钻孔自动定位装置包括：获取模块，用于获取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，以及布孔文件中待钻孔的目标孔位，并基于所述第一距离和所述目标孔位确定所述钻孔工具上的钻头与所述目标孔位在水平方向的第二距离；

计算模块，用于基于所述第一距离与所述第二距离，采用预设算法确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量；其中，所述预设算法包括基于第一距离和所述第二距离确定所述俯仰角度的第一算法，以及基于所述第一距离和所述第二距离确定所述油缸伸缩量的第二算法；

控制模块，用于根据所述俯仰角度控制所述俯仰油缸进行俯仰，和/或根据所述油缸伸缩量控制所述俯仰油缸进行伸缩，使得所述钻头位于所述目标孔位的垂线上。

9.一种工控屏，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的钻孔自动定位方法。

10.一种采矿台车，其特征在于，包括：用于在目标孔位进行钻孔的钻孔工具、用于带动所述钻孔工具沿水平方向移动的俯仰油缸、用于带动所述钻孔工具沿垂直方向进行伸缩的滑架油缸、以及如权利要求9所述的工控屏。

说明书： 钻孔自动定位方法、装置、工控屏及采矿台车技术领域[0001] 本申请属于台车掘进技术领域，尤其涉及钻孔自动定位方法、装置、工控屏及采矿台车。背景技术[0002] 目前，全国大型及中型矿井每年巷道的掘进进尺已经超过10000千米，掘进的施工方法大部分为钻孔法。钻孔法的施工方法为：先在巷道断面上钻孔，再在孔洞内填装炸药，最后爆破开挖。采矿台车以其钻孔速度快以及施工质量好等优势，逐渐成为了钻孔法矿井巷道掘进的重要施工机械。[0003] 现有的采矿台车自动化程度较低，大部分的操作仍需人工完成。人工操作不仅工序繁琐、耗时长，且由于操作人员熟练水平不同，可能导致“超挖”或“欠挖”的情况发生，从而对工程成本和工期产生较大的不利影响。[0004] 因此，亟需一种在采矿台车上使用，能够替代人工操作的自动钻孔定位方法，用以降低操作人员劳动量的同时保证钻孔的位置精度。发明内容[0005] 为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了钻孔自动定位方法、装置、工控屏及采矿台车，使得采矿台车能够根据布孔文件自动定位目标孔位，在降低操作人员劳动量的同时保证钻孔的位置精度。[0006] 本申请是通过如下技术方案实现的：第一方面，本申请实施例提供了一种钻孔自动定位方法，应用于采矿台车，采矿台车包括工控屏、用于在目标孔位进行钻孔的钻孔工具、以及用于带动钻孔工具沿水平方向移动的俯仰油缸，其特征在于，方法应用于工控屏，包括：获取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，以及布孔文件中待钻孔的目标孔位，并基于第一距离和目标孔位确定钻孔工具上的钻头与目标孔位在水平方向的第二距离；基于第一距离与第二距离，采用预设算法确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量；其中，预设算法包括基于第一距离和第二距离确定俯仰角度的第一算法，以及基于第一距离和第二距离确定油缸伸缩量的第二算法；根据俯仰角度控制俯仰油缸进行俯仰，使得钻头位于目标孔位的垂线上，和/或根据油缸伸缩量控制俯仰油缸进行伸缩，使得钻头位于目标孔位的垂线上。

[0007] 在第一方面的一种可能的实现方式中，第一算法的表达式为：；

[0008] 第二算法的表达式为：；

[0009] 式中，Z表示第二距离，表示第一距离，表示俯仰角度， 表示油缸伸缩量。[0010] 在第一方面的一种可能的实现方式中，预设算法还包括俯仰油缸进行俯仰或伸缩时，保持第三距离不变的第三算法，第三距离为钻头与目标孔位在竖直方向的距离；第三算法的表达式为：

；

[0011] 式中，表示油缸伸缩量，表示俯仰角度。[0012] 在第一方面的一种可能的实现方式中，构建预设算法的过程包括：输入原始数据集中的任一数据集，原始数据集包括第一数据集、第二数据集和第三数据集，第一数据集包括第一距离、第二距离，以及与第一距离和第二距离对应的俯仰角度的多组数据，第二数据集包括第一距离、第二距离，以及与第一距离和第二距离对应的油缸伸缩量的多组数据，第三数据集包括油缸伸缩量和与油缸伸缩量对应的俯仰角度的多组数据；设定学习率和初始参数，初始参数为随机设定的同步变量；基于原始数据集中的任一数据集和初始参数构建假设函数，并计算假设函数获得第一结果；将第一结果带入预设的成本函数中计算偏导数，获得第二结果，第二结果为成本函数的斜率；基于第一结果、第二结果和学习率，采用梯度下降算法获得更新的同步变量，将更新的同步变量更新假设函数，获得更新后的第一结果；将更新后的第一结果与第一结果进行求差计算，获得差值；判定差值是否小于或等于预设差值，若差值小于或等于预设差值，则经过更新的同步变量更新的假设函数为预设算法，若差值大于预设差值，则将更新的同步变量重新带入至假设函数中，直至差值小于或等于预设差值。

[0013] 在第一方面的一种可能的实现方式中，在将更新后的同步变量更新假设函数，获得更新后的第一结果后，在更新后的第一结果与第一结果进行求差计算，获得差值前，构建预设算法的过程还包括：判定更新后的第一结果是否为更新N次后的第一结果，若没有更新N次，则将更新后的第一结果带入至假设函数进行更新，若更新N次，则将更新N次后的第一结果与更新N?1次后的第一结果进行求差计算。[0014] 在第一方面的一种可能的实现方式中，假设函数的表达式为：；

[0015] 式中， 表示第一结果， 至 表示同步变量， 至 表示原始数据集中的参数， 表示第一距离， 表示第二距离， 至 表示针对第一距离或第二距离的变换，变换的方式包括平方、立方或开方的任意一种；

[0016] 成本函数的表达式为：；

[0017] 式中， 表示未计算偏导数的第二结果， 表示训练样本的组量，表示原始数据集中的俯仰角度或油缸伸缩量，表示 样本中的第 个样本，

表示根据第 个样本计算出的第一结果， 表示第 个样本中的俯仰角度或油缸伸缩量；

[0018] 计算成本函数偏导数的表达式为：[0019] 梯度下降的表达式为： ；[0020] 式中，表示学习率， 表示更新后第 次的第一结果， 表示第 次的第一结果。[0021] 在第一方面的一种可能的实现方式中，采矿台车还包括用于带动钻孔工具沿垂直方向进行伸缩的滑架油缸；在使得钻头位于目标孔位的垂线上后，方法还包括：基于目标孔位在竖直方向上的距离，控制滑架油缸伸缩带动钻头到达目标孔位。[0022] 本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请所请求保护的技术方案应用于工控屏，具体为：工控屏首先获取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，并根据第一距离和布孔文件中待钻孔的目标孔位，确定钻孔工具上的钻头与布孔文件中目标孔位在水平方向的第二距离，再基于第一距离与第二距离的数值，通过内置于工控屏的预设算法，确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量，最后控制俯仰油缸运动，使得钻头位于目标孔位的垂线上。

[0023] 本申请在传统仅能手动操作的采矿台车上设置工控屏，工控屏内置预设算法，操作人员仅需在工控屏上输入当前停车位置与预设停车位置的距离偏差（第一距离），并选取布孔文件中待钻孔的目标孔位，无须进行其他操作，钻头会自动定位到目标孔位的垂线上，不仅大幅降低了操作人员工作量，同时规避了因操作人员熟练水平不同，可能导致的“超挖”或“欠挖”情况发生，进而保障了工期进度和工期成本。[0024] 第二方面，本申请实施例提供了一种钻孔自动定位装置，包括：获取模块，用于获取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，以及布孔文件中待钻孔的目标孔位，并基于第一距离和目标孔位确定钻孔工具上的钻头与目标孔位在水平方向的第二距离；计算模块，用于基于第一距离与第二距离，采用预设算法确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量；其中，预设算法包括基于第一距离和第二距离确定俯仰角度的第一算法，以及基于第一距离和第二距离确定油缸伸缩量的第二算法；控制模块，用于根据俯仰角度控制俯仰油缸进行俯仰，和/或根据油缸伸缩量控制俯仰油缸进行伸缩，使得钻头位于目标孔位的垂线上。[0025] 第三方面，本申请实施例提供了一种工控屏，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如第一方面任一项所述的钻孔自动定位方法。[0026] 第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，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如第一方面任一项所述的钻孔自动定位方法。[0027] 第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在工控屏上运行时，使得工控屏执行上述第一方面中任一项所述的钻孔自动定位方法。[0028] 第六方面，本申请实施例还提供了一种采矿台车，包括用于在目标孔位进行钻孔的钻孔工具、用于带动钻孔工具沿水平方向移动的俯仰油缸、用于带动钻孔工具沿垂直方向进行伸缩的滑架油缸、以及第三方面所述的工控屏。[0029] 可以理解的是，上述第二方面至第六方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。[0030] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。附图说明[0031] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0032] 图1是本申请实施例提供的采矿台车在巷道内的场景示意图；图2是本申请实施例提供的布孔文件的示意图；

图3是本申请实施例提供的采矿台车的外形结构示意图；

图4是本申请实施例提供的钻孔自动定位方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的采矿台车在当前停车位置的示意图；

图6是本申请实施例提供的基于第一算法确定钻头位置的示意图；

图7是本申请实施例提供的基于第二算法确定钻头位置的示意图；

图8是本申请实施例提供的基于第三算法保持第三距离不变的示意图；

图9是本申请实施例提供的构建预设算法的流程示意图；

图10本申请实施例提供的另一种构建预设算法的流程示意图；

图11是本申请实施例提供的钻头到达目标孔位的示意图；

图12是本申请实施例提供的钻孔自动定位装置的结构示意图；

图13是本申请实施例提供的工控屏的结构示意图。

具体实施方式[0033] 以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。[0034] 应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。[0035] 还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。[0036] 如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。[0037] 另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0038] 在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。[0039] 本申请实施例提供了一种钻孔自动定位方法，该方法应用于采矿台车。为了使阅读者更好地理解，首先针对本申请中涉及到的名词进行解释，名词解释如下：所谓钻孔定位，矿山掘进开采过程中，在开钻爆破孔前，要将钻孔工具的钻头定位到需要钻孔的工作面的一个具体位置，一般来说，对于一个4m×4m的工作面需要钻70到100个爆破孔，在无法提高钻孔效率的情况下，能够快速、准确地进行钻孔定位是决定掘进速度的关键因素。

[0040] 所谓预设停车位置，在采矿台车进行掘进前，需要根据作业面的施工情况，标定采矿台车的预设停车位置，使得采矿台车能够以最少的运动、最高的效率进行施工，在施工过程中，采矿台车不再移动。图1示出了本申请实施例提供的采矿台车在巷道内的场景示意图，参照图1，理想的预设停车位置为采矿台车停车后，钻孔工具与布孔文件的原点在竖直方向重合的位置，但由于巷道内路况复杂又无参照物，台车很难准确地一次性停到预设停车位置，而多次调整台车的停车位置又势必会浪费大量时间，因此，一般台车的停车位置都与预设停车位置有偏差。[0041] 所谓布孔文件，是指根据布孔的工艺图纸，转化成本申请工控屏可使用和储存的电子文件。布孔文件中包含根据工作面区域划定的布孔区域、需要布孔的数量、每个钻孔的坐标信息以及布孔的顺序等。图2示出的本发明实施例提供的布孔文件的示意图，参照图2，布孔文件中的O点为原点，坐标轴将作业面划分为多个区域，每个区域内有多个待钻孔的目标孔位，将多个目标孔位依次连接起来的折线，就是钻孔顺序。[0042] 为了使本申请提供的钻孔自动方法更加清楚明确，图3示出了本申请实施例提供的采矿台车的外形结构示意图，参照图3，首先对采矿台车的外形结构进行简要说明。应当理解的是，以下所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。[0043] 在一些实施例中，本申请公开的钻孔自动定位方法，应用于采矿台车。采矿台车可以包括工控屏（图中未示出）、用于在目标孔位进行钻孔的钻孔工具、用于带动钻孔工具沿水平方向移动的俯仰油缸、以及用于带动钻孔工具沿水平方向移动的滑架油缸。其中，钻孔工具的一端设有用于钻孔的钻头。[0044] 以下结合图4对本申请的钻孔自动定位方法进行详细说明。[0045] 图4示出了本申请实施例提供的钻孔自动定位方法的流程示意图，参照图4，应用于采矿台车工控屏的钻孔自动定位方法，可以通过执行步骤101至步骤103实现，具体内容详述如下：在步骤101中，获取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，以及布孔文件中待钻孔的目标孔位，并基于第一距离和目标孔位确定钻孔工具上的钻头与目标孔位在水平方向的第二距离。

[0046] 确定采矿台车在巷道内的精确位置是掘进施工过程中的关键工序。通常可以采用GPS定位、区块测量法、惯性导航系统以及迭代定位方法等多种方式、方法，根据具体情况和需求选择或组合使用，以确定采矿台车在巷道内的位置。[0047] GPS定位：使用全球定位系统（GPS）可以在地表上准确确定台车的位置。然而，在地下巷道环境中，GPS信号可能受到阻挡和干扰，导致定位不准确。[0048] 区块测量法：通过在巷道墙壁上设置传感器或标志物，并使用测量仪器进行测量，可以确定台车的位置。这种方法需要提前进行测量和标记，然后在操作中根据标记调整台车的位置。[0049] 惯性导航系统：惯性导航系统利用加速度计、陀螺仪等传感器来测量台车的加速度和角速度，然后通过积分计算出位置和方向。这种系统可以在无信号环境下提供相对准确的位置信息。[0050] 迭代定位方法：使用多传感器或多种定位技术的组合来确定台车位置。例如，结合惯性导航系统和地下信标或声音信号等其他传感器，通过迭代计算来提高定位精度。[0051] 由于巷道内路况复杂且地面凹凸不平，台车很难准确地停到预设停车位置，而多次调整台车的停车位置又势必会浪费大量时间，因此，一般台车的停车位置都与预设停车位置存在偏差。[0052] 在一些实施例中，可根据上述几种确定采矿台车位置的方法，确定采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向存在的距离偏差，也即第一距离。[0053] 在一些实施例中，操作人员可以将第一距离输入至工控屏，工控屏会存储第一距离，当操作人员再选取工控屏上显示的布孔文件中待钻孔的目标孔位时，工控屏还会基于第一距离和目标孔位与布孔文件原点，计算出第二距离。其中，第二距离为钻孔工具上的钻头基于当前停车位置与目标孔位在水平方向的距离。为了便于理解本技术方案，图5是本申请实施例提供的采矿台车在当前停车位置的示意图。参照图5所示，采矿台车停稳时，俯仰油缸的俯仰角度和油缸伸缩量均为预设状态，图中的L为第一距离，即采矿台车的当前停车位置与预设停车位置的偏差；图中的Z为第二距离，第二距离为目标孔位到布孔文件原点的距离与第一距离L之和。[0054] 需要说明的是，工控屏存储第一距离，以及工控屏根据第一距离和目标孔位确定第二距离的方法，因不是本申请的主要发明点，故不再展开说明。[0055] 在步骤102中，基于第一距离与第二距离，采用预设算法确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量。[0056] 在一些实施例中，工控屏内置有预设算法。工控屏可基于步骤101确定的第一距离与第二距离，采用预设算法确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量。[0057] 可选的，预设算法可以包括第一算法和第二算法。第一算法为基于第一距离和第二距离确定俯仰油缸的俯仰角度的算法，第二算法为基于第一距离和第二距离确定俯仰油缸的油缸伸缩量的算法。[0058] 示例性的，第一算法的表达式可以是：；

[0059] 式中，表示俯仰角度，表示第一距离，Z表示第二距离。[0060] 示例性的，第二算法的表达式可以是：；

[0061] 式中，表示油缸伸缩量，表示第一距离，Z表示第二距离。[0062] 图6是本申请实施例提供的基于第一算法确定钻头位置的示意图。作为解释，本申请实施例申请保护的第一算法公开了俯仰油缸的俯仰角度与第一距离和第二距离的对应关系，参照图6，当俯仰油缸的油缸伸缩量保持不变，俯仰角度发生变化时，钻头按照弧形轨迹进行运动。因此，可根据第一距离和第二距离调整俯仰油缸的俯仰角度 ，使得钻头位于目标孔位的垂线上，此时钻头与目标孔位在水平方向的距离为0。[0063] 图7是本申请实施例提供的基于第二算法确定钻头位置的示意图。作为解释，本申请实施例申请保护的第二算法公开了俯仰油缸的油缸伸缩量与第一距离和第二距离的对应关系，参照图7，当俯仰油缸的俯仰角度保持不变，油缸伸缩量发生变化时，钻头按照直线轨迹进行运动。因此，可根据第一距离和第二距离调整俯仰油缸的油缸伸缩量 ，使得钻头位于目标孔位的垂线上，此时钻头与目标孔位在水平方向的距离为0。[0064] 需要说明的是，本申请所申请保护的第一算法和第二算法均是基于图3所示的采矿台车的整体结构以及运动部件的类型尺寸所确定的，当采矿台车的整体结构和运动部件发生变更时，则需要适应性的调整第一算法和第二算法的表达形式。[0065] 在一些实施例中，预设算法还包括俯仰油缸进行俯仰或伸缩时，保持第三距离不变的第三算法。其中，第三距离为钻头与目标孔位在垂直方向的距离。[0066] 示例性的，第三算法的表达式为：；

[0067] 式中，表示油缸伸缩量，表示俯仰角度。[0068] 图8是本申请实施例提供的基于第三算法保持第三距离不变的示意图。作为解释，本申请实施例申请保护的第三算法公开了俯仰油缸的油缸伸缩量与俯仰角度的对应关系，参照图8，当只有俯仰角度 发生变化时，钻头进行弧形轨迹的运动，当只有油缸伸缩量 发生变化时，钻头则进行直线轨迹的运动。因此，俯仰角度 和油缸伸缩量 配合运动，可以保持钻头与目标孔位在竖直方向的第三距离不变，目标孔位到钻头的垂直距离为第三距离。[0069] 在一些实施例中，图9是本申请实施例提供的构建预设算法的流程示意图。参照图9，对构建预设算法的过程进行说明，详述如下：

在一些实施例中，可以通过GNUOctave编制重回归算法程序，使得重回归算法程序执行步骤A1至步骤A8实现，具体内容详述如下：

在步骤A1中，输入原始数据集。

[0070] 在一些实施例中，原始数据集可以包括第一数据集、第二数据和第三数据集。[0071] 示例性的，第一数据集包括第一距离、第二距离以及与第一距离和第二距离对应的俯仰角度的多组数据。第二数据集包括第一距离、第二距离以及与第一距离和第二距离对应的油缸伸缩量的多组数据。第三数据集包括油缸伸缩量和与油缸伸缩量对应的俯仰角度的多组数据。[0072] 在步骤A2中，设定学习率和初始参数。[0073] 解释性的，学习率为用来控制算法每次移动的距离，学习率越大，算法每次移动距离的就越大，学习率越小，算法每次移动的距离也就越小。[0074] 解释性的，初始参数为随机设定的同步变量，初始参数可以都是1或0或其他任意实数。[0075] 在步骤A3中，基于原始数据集中的任一数据集和初始参数构建假设函数，并计算假设函数，获得第一结果。[0076] 示例性的，构建的假设函数的表达式可以是：；

[0077] 式中， 表示第一结果， 至 表示同步变量， 至 表示原始数据集中的参数， 表示第一距离， 表示第二距离， 至 表示针对第一距离或第二距离的变换。可选的，变换的方式是包括平方、立方或开方等多种形式。示例性的， 可以是第一距离的开平放，即 ； 可以是第一距离的立方，即 ，具体的变换形式根据实际需

求或经验进行适应性修改。

[0078] 在步骤A4中，将第一结果带入预设的成本函数中计算偏导数，获得第二结果。[0079] 示例性的，成本函数的表达式可以是：；

[0080] 式中， 表示未计算偏导数的第二结果， 表示训练样本的组量，表示原始数据集中的俯仰角度或油缸伸缩量，表示 样本中的第 个样本，

表示根据第 个样本计算出的第一结果， 表示第 个样本中的俯仰角度或油缸伸缩量。

[0081] 解释性的，训练样本为原始数据集中任一数据集所包括的多组数据，训练样本的组数为多组数据的数量。[0082] 进一步的，计算成本函数偏导数的表达式可以是：[0083] 解释性的，计算成本函数偏导数，即第二结果为成本函数的斜率。[0084] 在步骤A5中，基于第一结果、第二结果和学习率，采用梯度下降算法获得更新的同步变量，将所述更新的同步变量更新所述假设函数，获得更新后的第一结果。[0085] 示例性的，梯度下降的表达式为：[0086] 式中，表示学习率， 表示更新后第 次的第一结果， 表示第 次的第一结果。[0087] 解释性的， 中包括更新的同步变量。[0088] 在步骤A6中，将更新后的第一结果与第一结果进行求差计算，获得差值。[0089] 在步骤A7中，判定差值是否小于或等于预设差值，若差值小于或等于预设差值，则经过更新的同步变量更新的假设函数为预设算法，若差值大于预设差值，则将更新的同步变量重新带入至假设函数中，直至差值小于或等于预设差值。[0090] 举例性的，为保证采矿台车的钻孔精度，本申请设置的预设差值为10?3mm，也可根据具体情况进行适应性设定。[0091] 在构建预设算法的过程中，通常需要更新假设函数300至400次才能获得准确地预设算法，用时较长。[0092] 在一些实施例中，为了快速构建预设算法，本申请公开了另一种构建预设算法的流程示意图，参照图10所示。[0093] 在步骤A5中，在将更新的同步变量更新假设函数，获得更新后的第一结果后，在更新后的第一结果与第一结果进行求差计算，获得差值前，构建预设算法的过程还可以包括判定更新后的第一结果是否为更新N次后的第一结果。[0094] 在一些实施例中，若更新后的第一结果没有更新N次，则将更新后的第一结果带入至假设函数进行计算，直至更新后的第一结果为更新N次后的第一结果。[0095] 在一些实施例中，若更新后的第一结果为更新N次后的第一结果，则执行步骤A6，将更新N次后的第一结果与更新N?1次后的第一结果进行求差计算。[0096] 示例性的，本申请设置的N一般为250至300次，也可根据具体情况进行适应性设定。[0097] 图10示出的另一种构建预设算法的流程示意图，在步骤A5和步骤A6中增加了一个更新次数的判定，先将假设函数更新N次，再对更新N次后的第一结果与更新N?1次后的第一结果进行求差计算，相较于图9示出的构建预设算法的流程示意图，避免了N次步骤6的求差计算，以及步骤7的差值判定。可以更快的构建预设算法。在现实场景中，按照图10构建预设算法比按照图9构建与蛇算法，时间节约了约三分之一。[0098] 因，本申请设置的预设差值为10?3mm，故，通过采用机器学习中的重回归算法确定的预设算法在实际的掘进场景中进行多次验证，验证结果良好，误差极低。[0099] 在步骤103中，根据俯仰角度控制俯仰油缸进行俯仰，和/或根据油缸伸缩量控制俯仰油缸进行伸缩，使得钻头位于目标孔位的垂线上。[0100] 在一些实施例中，工控屏可以基于第一算法确定的俯仰角度，控制俯仰油缸进行俯仰，使得钻头位于目标孔位的垂线上；或基于第二算法确定的油缸伸缩量，控制俯仰油缸进行伸缩，使得钻头位于目标孔位的垂线上。[0101] 在一些实施例中，工控屏还可以根据第一算法确定的俯仰角度以及根据第二算法确定的油缸伸缩量，控制俯仰油缸进行俯仰和伸缩，使得钻头位于较远距离目标孔位的垂线上。[0102] 进一步的，在基于第一算法和/或第二算法控制俯仰油缸进行运动时，同时执行第三算法，使得钻头与目标孔位在竖直方向的第三距离保持不变。[0103] 参见图3，采矿台车还包括用于带动钻孔工具沿水质方向进行伸缩的滑架油缸，滑架油缸与俯仰油缸通过采矿台车的翻转部件固定连接。[0104] 在一些实施例中，基于图4所示的实施例，在钻头位于目标孔位的垂线上后，钻孔自动定位方法还可以包括：基于目标孔位在竖直方向上的距离，控制滑架油缸伸缩，带动钻头到达目标孔位。[0105] 图11是本申请实施例提供的钻头到目标孔位的示意图，参照图11，基于第一算法和/或第二算法，以及第三算法，钻头位于目标孔位的垂线上后，工控屏根据钻头与目标孔位在竖直方向上的第三距离，控制滑架油缸伸出，使得钻头能够达到布孔文件中待钻孔的目标孔位。[0106] 本申请公开的钻孔自动定位方法的技术方案为，工控屏首先获取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，并根据第一距离和布孔文件中待钻孔的目标孔位，确定钻孔工具上的钻头与布孔文件中目标孔位在水平方向的第二距离，再基于第一距离与第二距离的数值，通过内置于工控屏的预设算法，确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量，最后控制俯仰油缸运动，使得钻头位于目标孔位的垂线上。[0107] 与此同时，工控屏还内置有使得钻头和目标孔位在竖直方向保持第三距离不变的第三算法，当钻头位于目标孔位的垂线上时，还可以滑架油缸进行伸缩，使得钻头向上运动，到达目标孔位。[0108] 本申请在传统仅能手动操作的采矿台车上设置工控屏，工控屏内置预设算法，操作人员仅需在工控屏上输入当前停车位置与预设停车位置的距离偏差（第一距离），并选取布孔文件中待钻孔的目标孔位，无须进行其他操作，钻头会自动定位到目标孔位的垂线上，不仅大幅降低了操作人员工作量，同时规避了因操作人员熟练水平不同，可能导致的“超挖”或“欠挖”情况发生，进而保障了工期进度和工期成本。[0109] 应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。[0110] 对应于上文实施例所述的钻孔自动定位方法，图12示出了本申请实施例提供的钻孔自动定位装置200的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。[0111] 参见图12，本申请实施例中的钻孔自动定位装置可以包括获取模块201、计算模块202和控制模块203。

[0112] 获取模块201，用于取采矿台车的当前停车位置与预设停车位置在水平方向的第一距离，以及布孔文件中待钻孔的目标孔位，并基于第一距离和目标孔位确定钻孔工具上的钻头与目标孔位在水平方向的第二距离。[0113] 计算模块202，用于基于第一距离与第二距离，采用预设算法确定俯仰油缸的俯仰角度或油缸伸缩量；其中，预设算法包括基于第一距离和第二距离确定俯仰角度的第一算法，以及基于第一距离和第二距离确定油缸伸缩量的第二算法。[0114] 其中，第一算法的表达式为：；

[0115] 第二算法的表达式为：；

[0116] 式中，Z表示第二距离，表示第一距离，表示俯仰角度， 表示油缸伸缩量。[0117] 预设算法还包括俯仰油缸进行俯仰或伸缩时，保持第三距离不变的第三算法，第三距离为钻头与目标孔位在竖直方向的距离；第三算法的表达式为：

；

[0118] 式中，表示油缸伸缩量，表示俯仰角度。[0119] 控制模块203，用于根据俯仰角度控制俯仰油缸进行俯仰，和/或根据油缸伸缩量控制俯仰油缸进行伸缩，使得钻头位于目标孔位的垂线上。[0120] 可选的，在使得钻头位于目标孔位的垂线上后，控制模块203还用于，基于目标孔位在竖直方向上的距离，控制滑架油缸伸缩带动钻头到达目标孔位。[0121] 需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。[0122] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0123] 本申请实施例还提供了一种工控屏，参见图13，该工控屏300可以包括：至少一个处理器310、存储器320，存储器320中储存可在至少一个处理器310上运行的计算机程序321，处理器310执行计算机程序321时实现上述任意各个方法实施例中的步骤，例如图4所示实施例中的步骤101至步骤103。或者，处理器310执行计算机程序321时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图12所示模块201至203的功能。

[0124] 示例性的，计算机程序321可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器320中，并由处理器310执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序段，该程序段用于描述计算机程序在工控屏300中的执行过程。

[0125] 本领域技术人员可以理解，图13仅仅是工控屏的示例，并不构成对工控屏的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。[0126] 处理器310可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field?ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。[0127] 存储器320可以是工控屏300的内部存储单元，也可以是工控屏300的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡（SmartMediaCard，SMC），安全数字卡（SecureDigital，SD），闪存卡（FlashCard）等。存储器320用于存储计算机程序321以及工控屏300所需的其他程序和数据。存储器320还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。[0128] 总线可以是工业标准体系结构（IndustryStandardArchitecture，ISA）总线、外部设备互连（PeripheralComponent，PCI）总线或扩展工业标准体系结构（ExtendedIndustryStandardArchitecture，EISA）总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。[0129] 本申请实施例提供的钻孔自动定位方法可以应用于工控屏、采矿台车、计算机、可穿戴设备、车载设备、平板电脑、笔记本电脑、上网本、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)、增强现实(augmentedreality，AR)/虚拟现实(virtualreality，R)设备、手机等终端设备上，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。[0130] 本申请实施例还提供了一种采矿台车，该采矿台车包括用于在目标孔位进行钻孔的钻孔工具、用于带动钻孔工具沿水平方向移动的俯仰油缸、用于带动钻孔工具沿垂直方向进行伸缩的滑架油缸、以及用于执行上述钻孔自动定位方法的工控屏。[0131] 本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，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可实现上述钻孔自动定位方法各个实施例中的步骤。[0132] 本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述钻孔自动定位方法各个实施例中的步骤。[0133] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read?OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。[0134] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。[0135] 本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。[0136] 在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。[0137] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。[0138] 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。