ANALYSIS OF THE NAVIGATION MODULE RECORDS OF A MINING DUMP TRUCK WHILE DRIVING THROUGH A COAL MINE

Original paper

UDC 629.05 c R.V. Sadovets1, I.V. Lobachev1, I.S. Syrkin2, V.Yu. Sadovets2, 2025

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol’ – Russian Coal Journal, 2025, № 12

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2025-12-104-110

Authors

R.V. Sadovets1, I.V. Lobachev1, I.S. Syrkin2, V.Yu. Sadovets2

1 Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 105005, Russian Federation

2 T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo, 650000, Russian Federation, e-mail: r.sadovec1296@yandex.ru

Authors Information

Sadovets R.V. – Student, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 105005, Russian Federation, e-mail: r.sadovec1296@yandex.ru

Lobachev I.V. – Senior Lecturer, Lead Programmer, KAMAZ-BAUMAN R&D, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 105005, Russian Federation, e-mail: lobivit@bmstu.ru

Syrkin I.S. – PhD (Engineering), Associate Professor, Deputy Leader of the Digital Technologies Research Center, T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo, 650000, Russian Federation, e-mail: syrkin@kuzstu.ru

Sadovets V.Yu. – PhD (Engineering), Associate Professor, Head of the Digital Technologies Research Center, T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo, 650000, Russian Federation, e-mail: svyu.pmh@kuzstu.ru

Abstract

This article presents the results of analyzing and processing records from the inertial navigation system (INS) and the geodetic GNSS receiver on a quarry dump truck (QD) moving through a coal mine. Robotization of quarry equipment is a key development direction; the navigation module is mandatory in any autonomous ground transport complex, providing precise localization. Specific factors—loading/unloading, engine-induced vibrations, and road micro/macro profile—affect sensor readings and downstream perception, prediction, and planning. Identifying and filtering these harmful components is essential. Results show the need for adaptive processing that accounts for engine speed and vibrations from loading/unloading and motion.

Keywords

Autonomous mining dump truck, unmanned vehicles, inertial navigation system, digital data processing.

References

1. Владимиров Д.Я., Клебанов А.Ф., Кузнецов И.В. Цифровая трансформация открытых горных работ и новое поколение карьерной техники // Горная промышленность. 2020. № 6. С. 10-12. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-6-10-12. Vladimirov D.Ya., Klebanov A.F., Kuznetsov I.V. Digital Transformation of Surface Mining and New Generation of Open-Pit Equipment. Gornaya promyshlennost’. 2020;(6):10-12. (In Russ.).
2. Соболев А.А. Анализ опыта применения беспилотных карьерных самосвалов // Горный журнал. 2020. № 4. С. 51-55. DOI: 10.17580/gzh.2020.04.10. Sobolev A.A. Review of case history of unmanned mining trucks. Gornyi zhurnal. 2020;(4):51-55. (In Russ.).
3. Дубинкин Д.М. Современное состояние техники и технологий в области автономного управления движением транспортных средств угольных карьеров // Горное оборудование и электромеханика. 2019. № 6(146). С. 8-15. DOI: 10.26730/1816-4528-2019-6-8-15. Dubinkin D.M. Current state of engineering and technology in the field of autonomous traffic control of coal mine vehicles. Mining equipment and electromechanics. 2019;6(146):8-15. (In Russ.).
4. Ашихмин В.Е., Фурман А.С., Шадрин В.Н. Скоростные и рабочие режимы карьерных автосамосвалов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2012. № 4(92). С. 123-125. Ashikhmin V.E., Furman A.S., Shadrin V.N. Speed and Operating Modes of Quarry Dump Trucks. Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2012;4(92):123-125. (In Russ.).
5. Дубинкин Д.М. Основы цифрового создания автономных карьерных самосвалов // Горное оборудование и электромеханика. 2022. № 2 (160). С. 39-50. DOI: 10.26730/1816-4528-2022-2-39-50. Dubinkin D.M. Fundamentals of Digital Creation of Autonomous Dump Trucks. Mining Equipment and Electromechanics. 2022;2(160):39-50. (In Russ.).
6. Воронов Ю.Е., Воронов А.Ю., Дубинкин Д.М. и др. Диспетчеризация в карьерных экскаваторно-автомобильных комплексах с беспилотным транспортом // Уголь. 2023. № 9. С. 75-83. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-9-75-83. Voronov Yu.E., Voronov A.Yu., Dubinkin D.M., Maksimova O.S. Dispatching in truck-shovel systems with unmanned transport at open-pit mines. Ugol’. 2023;(9):75-83. (In Russ.).
7. Влияние трассы разреза на скорость движения карьерного самосвала грузоподъемностью 220 т / Д.М. Дубинкин, А.В. Дягилева, С.Д. Дубинкин и др. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2024. № 6 (166). С. 110-119. DOI: 10.26730/1999-4125-2024-6-110-119. Dubinkin D.M., Dyagileva A.V., Dubinkin S.D., Turgenev I.A. Influence of the Cut Route on the Speed of a 220-Ton Open-Pit Dumper. Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2024;6(166):110-119. (In Russ.).
8. Исследование скоростных режимов движения карьерного самосвала грузоподъемностью 220 т / Д.М. Дубинкин, И.С. Елкин, С.Д. Дубинкин и др. // Горное оборудование и электромеханика. 2024. №5 (175). С. 61-69. DOI: 10.26730/1816-4528-2024-5-61-69. Dubinkin D.M., Elkin I.S., Dubinkin S.D., Turgenev I.A. Research of Speed Modes of a 220-Ton Carrying Capacity Open-Pit Dumper. Mining Equipment and Electromechanics. 2024;5(175):61-69. (In Russ.).
9. Создание алгоритма обработки данных систем беспилотного управления карьерного самосвала для построения высокоточных 3D-карт местности / Д.М. Дубинкин, В.Ю. Садовец, И.С. Сыркин и др. // Уголь. 2024. № 11S. С. 116-122. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-11S-116-122. Dubinkin D.M., Sadovets V.Yu., Syrkin I.S., Korshunova E.V. Creation of an algorithm for processing data from unmanned control systems of a quarry dump truck for constructing high-precision 3D maps of the terrain. Ugol’. 2024;(11S):116-122. (In Russ.).
10. Хорешок А.А., Стенин Д.В., Фурман А.С. Исследование распределения скоростей движения карьерных автосамосвалов // Горное оборудование и электромеханика. 2009. № 5. С. 48-49. Khoreshok A.A., Stenin D.V., Furman A.S. Research of the Distribution of Speeds of Open-Pit Dump Trucks. Mining Equipment and Electromechanics. 2009;(5):48-49. (In Russ.).
11. Лобачев И.В., Масленников А.Л., Пчелинцев В.Э. Алгоритм формирования трассы для имитационной модели движения карьерного транспортного средства // Автоматизация. Современные технологии. 2024. Т. 78. № 4. С. 152-157. DOI: 10.36652/0869-4931-2024-78-4-152-157. Lobachev I.V., Maslennikov A.L., Pchelintsev V.E. An Algorithm for Generating a Path for a Simulation Model of a Quarry Vehicle Movement. Automation. Modern Technologies. 2024;78(4):152-157. (In Russ.).
12. Выбор архитектуры системы управления беспилотным транспортным средством для движения по закрытым территориям / И.В. Лобачев, М.А. Рыженко, Г.А. Арутюнян и др. // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 2024. № 2. С. 87-91. Lobachev I.V., Ryzhenko M.A., Arutyunyan G.A., Muravyev A.S., Dubinkin D.M. Selection of the Control System Architecture for an Unmanned Ground Vehicle Operating in Confined Areas. Vestnik KGTU im. A.N. Tupoleva. 2024;(2):87-91. (In Russ.).
13. Лобачев И.В., Масленников А.Л. Моделирование работы двухмерного лидара для применения в задачах управления движением наземных транспортных средств в карьере // XLVIII Академические чтения по космонавтике: сборник тезисов. Москва, 23-26 января 2024 года. С. 514-517.
14. Якимов Е.В., Вавилова Г.В., Клубович И.А. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2008. 307 с.
15. Сюзев В.В. Основы теории цифровой обработки сигналов. М.: РТСофт, 2014. 752 с.
16. Курс лекций «Основы цифровой обработки сигналов». URL: https://habr.com/ru/articles/460445/ (дата обращения: 15.11.2025).
17. Диагностика горных машин и оборудования. Учебное пособие / Б.Л. Герике, Г.И. Козовой, В.С. Квагинидзе и др. М., 2012. 400 с.
18. Frigo M., Johnson S.G. FFTW: An Adaptive Software Architecture for the FFT // Proc. ICASSP. 1998;(3):1381-1384.
19. Алгоритмы обработки информации навигационных систем и комплексов летательных аппаратов / М.С. Селезнева, К. Шэнь, К.А. Неусыпин и др. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. 234 с.

Acknowledgements

This work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under Agreement № 075-15-2022-1198 dated 30.09.2022 with the Gorbachev Kuzbass State Technical University on the “Clean Coal – Green Kuzbass” Integrated Scientific and Technical Programme as part of the project “Development and creation of an unmanned shuttle-type mine truck with a payload of 220 tonnes” in terms of R&D and experimental design work.

For citation

Sadovets R.V., Lobachev I.V., Syrkin I.S., Sadovets V.Yu. Analysis of the navigation module records of a mining dump truck while driving through a coal mine. Ugol’. 2025;(12):104-110. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2025-12-104-110.

Paper Info

Received October 3, 2025

Reviewed November 15, 2025

Accepted November 28, 2025