随着我国煤炭行业向安全、高效、绿色开采方向迈进,提高开采装备的智能化水平以及综采工作面的自动化水平是实现智能化无人开采的有效途径,也是煤炭生产转型升级的必然选择。采煤机作为综采工作面采煤装备三大件之一,承担着截割煤壁的重要任务。刮板输送机为采煤机提供运行轨道,液压支架为其支撑截割空间。刮板输送机和液压支架均服务于采煤机,故采煤机是综采工作面的核心装备。采煤机定位技术是开采装备智能化的重要研究内容。除此之外,基于定位技术实现的采煤机自动调高、刮板输送机自动调直又是综采工作面自动化所必备的功能。因此,采煤机定位技术对于智能化无人开采具有重要研究意义。本文以惯性导航作为核心元件,轴编码器、动态零速修正、运动学模型和工作面端头校准信息等作为辅助信息源,开展了异类多源信息融合的采煤机定位技术研究。本文的主要工作和结论如下:（1）选取惯性导航与轴编码器的组合定位作为基本的采煤机定位方法。通过分析航位推算算法可知,采煤机定位精度主要受惯性导航姿态角漂移误差影响。采用艾伦方差分析惯性导航陀螺仪测量误差的噪声源,发现角度随机游走是其主要成分,即姿态角漂移误差是由陀螺仪中引入的白噪声积分所造成的一种随机误差。通过分析采煤机沿工作面方向的运行特点,发现其速度方向受到刮板输送机的约束,即速度只在沿轨道方向有分量,得到了动态零速修正的约束条件,建立了卡尔曼滤波模型。状态量为东、北、天三个方向的平台失准角,量测量为惯性导航感知的采煤机沿横向和垂直方向的速度值。进行了长度54 m的采煤机模拟运行试验,结果表明,处理后的第三次截割东、北方向最大误差分别由0.6397 m、0.8567 m减小为0.4564 m、0.5942 m,第四次截割两个方向的最大误差由0.6444m、0.9106 m减小为0.4665 m、0.6030 m,定位精度提升了大约30%。（2）通过分析综采工作面采煤理论,得到了采煤机运动学模型,即采煤机在工作面方向和推进方向的运行分别受到速度和位置约束条件的限制。基于适用于多观测量系统的信息滤波算法,提出了运动学模型辅助的采煤机惯性导航定位方法。根据惯性导航位置、速度、姿态误差微分方程,建立了状态方程。基于运动学模型中的约束条件,获得了速度量测方程和位置量测方程。利用信息滤波融合两个量测信息,最优估计姿态误差,将其补偿到惯性导航姿态输出中,进而采用航位推算法,得到运动学模型辅助后的定位轨迹。进行了长度105 m的采煤机运行模拟试验,结果表明,经过模型处理后,四次截割在东方向的定位误差变化值分别为0.8465 m、1.9637 m、1.9497 m和1.9780 m,北方向的定位误差变化值分别为0.6184 m、1.4223 m、1.4182 m和1.4238 m。第三、四次截割的定位误差没有持续增大的趋势,说明信息滤波融合模型基本抑制了惯性导航姿态角的漂移。（3）为了获得煤矿井下近场环境下的高分辨率雷达图像,距离多普勒算法中采用了斜距信息的四阶近似。为了去除雷达成像中的相干斑噪声,在小波域中提出了基于最大后验估计和改进导向滤波的去噪算法。由于高斯混合模型相比于高斯模型和2D-GARCH模型更能准确地拟合高频子带小波系数直方图的分布,建立了基于高斯混合模型的最大后验估计算法。对于低频子带中的噪声,提出了改进导向滤波,引入了新的边缘保护因子,能在抑制噪声的同时较好地保护特征信息。仿真试验和真实SAR试验结果表明,所提出的去噪方法在去除噪声和保护特征信息方面具有较好的效果,有利于后续的图像配准等操作。（4）为了自主准确地获得工作面端头推进距离和上窜下滑距离信息,提出了基于雷达成像的采煤机端头校准信息测量方法,通过对刮板输送机机头随工作面移动前后扫描形成的雷达图像进行配准获得校准信息。为了准确地匹配雷达图像特征点,提出了基于改进SARSIFT的图像配准方法。所提出的配准方法采用双边滤波器替代高斯滤波器实现图像模糊,采用特征点周围的圆形邻域计算其梯度值,采用特征点之间的欧式距离余弦值进行初始匹配。除此之外,在改进SARSIFT方法中,提出了基于主成分分析的增强特征匹配算法,剔除了初始匹配中的错误匹配点。校准信息测量方法的模拟试验和井下试验结果表明,推进距离和上窜下滑距离的平均测量误差小于10 mm。（5）借鉴实时定位与建图技术中后端优化方法,提出了采煤机定位轨迹全局优化方法。当采煤机运行到工作面端头时,利用端头校准信息对工作面采煤机定位轨迹进行后端优化,从而实现惯性导航、轴编码器、动态零速修正、运动学模型和工作面端头校准信息等三类五种信息源的融合定位。进行了105 m长度的四次截割模拟试验,结果表明,经过全局优化后的北方向和东方向的平均定位误差分别为0.0634 m和0.0786 m。研制了异类多源信息融合的采煤机定位系统。硬件主要包括采煤机惯性导航定位装置和采煤机端头校准信息测量装置。上位机程序及其界面采用Linux系统下的Qt软件编写和设计,程序语言为C++。利用采煤机定位系统进行了地面300米试验,第一、二次截割的球概率误差分别为0.1694 m和0.2194 m。在矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室进行了地面长度27米的全尺寸装备试验,第一组两次截割的球概率误差分别为0.0097 m和0.0110 m,第二组试验的球概率误差分别为0.0084 m和0.0103 m。该论文有图109幅,表23个,参考文献199篇。