煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法技术

技术编号:41340356 阅读:17 留言:0更新日期:2024-05-20 09:58
本发明专利技术公开了一种煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法,该方法能实现巷道场景退化和障碍物场景退化下的机器人避障,从3D相机和激光雷达获得的点云数据中提取巷道顶端锚杆或锚索构造建图定位建图算法所需的线特征,通过3D相机和激光雷达点云数据与IMU结合完成3D点云地图建立,使障碍物在地图中得到精细化表示,避免障碍物漏检;采用超声波雷达和热成像仪进行人员检测;在机器人遇到网状障碍物或镜面反射煤壁避障失败发生碰撞时,碰撞模块作用防止机器人本体碰撞损坏;碰撞后采用粘贴电子标签的方法识别碰撞点处网状障碍物或镜面反射的煤壁。本发明专利技术方法实现巷道场景退化和障碍物场景退化下的机器人避障,可靠灵活、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤矿钻机,涉及一种煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法


技术介绍

1、近年来随着矿山“数字化、信息化、无人化”建设目标的高效推进,煤矿井下钻孔机器人的研制已成为必然趋势。自主避障能力是煤矿井下钻孔机器人智能化程度评价的重要指标,特别针对煤矿井下多煤尘、低照度、场景退化等恶劣环境,良好的避障性能决定了钻孔机器人的自动化水平和安全保障能力,是钻孔机器人自主导航技术的关键。

2、目前,大部分用于煤矿井下的避障装置多以巡检机器人、救援机器人、搜救飞行器等小型智能化设备为主,其体积小、结构紧凑,常采用单一传感器、或者通过个别传感器融合即可有效避障。但对于煤矿井下体积庞大、结构复杂的钻孔机器人而言,其自主避障技术仍处于研究阶段。现有技术中,采用基站和移动站的方式搭建导航定位系统需要在巷道内建立多个定位基站,增加了投入成本和后续的维护保养工作;采用底盘部分布置传感器,不利于巷道顶部障碍物的检测;此外,较多采用图像传感器不仅增加了控制单元的存储计算量,也增加了成本。


技术实现思路>

1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法,其特征在于,该方法能实现在煤矿井下场景退化条件下的机器人系统避障;煤矿井下场景退化包括:巷道场景退化和障碍物场景退化;该机器人系统包括:钻井机器人、数据采集传感器、数据处理与控制模块、阅读器、电子标签;数据采集传感器安装在钻井机器人上,包括IMU、毫米波雷达、热成像仪、3D相机、激光雷达、碰撞传感器;阅读器安装在钻井机器人上,电子标签布置在矿井中;

2.如权利要求1所述的煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法,其特征在于,所述巷道场景退化包括相似巷道,障碍物场景退化包括网状障碍物、出现镜面反射的煤壁。

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【技术特征摘要】

1.煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法,其特征在于,该方法能实现在煤矿井下场景退化条件下的机器人系统避障;煤矿井下场景退化包括:巷道场景退化和障碍物场景退化;该机器人系统包括:钻井机器人、数据采集传感器、数据处理与控制模块、阅读器、电子标签;数据采集传感器安装在钻井机器人上,包括imu、毫米波雷达、热成像仪、3d相机、激光雷达、碰撞传感器;阅读器安装在钻井机器人上,电子标签布置在矿井中;

2.如权利要求1所述的煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法,其特征在于,所述巷道场景退化包括相似巷道,障碍物场景退化包括网状障碍物、出现镜面反射的煤壁。

3.如权利要求1所述的煤矿井下场景退化条件下巷道空间接触式碰撞避障方法,其特征在于,所述机器人系统还包括:交换机、原车控制驱动器、远程可视化平台、远程控制平台、遥控器;交换机、数据处理与控制模块、原车控制驱动器布设于控制箱内并置于钻井机器人;数据采集传感器中3d相机、激光雷达把检测到的数据传输给交换机,交换机再传输给数据处理与控制模块;imu、毫米波雷达、热成像仪、碰撞传感器能把检测到的数据传输给数据处理与控制模块;原车控制驱动器把钻井机器人的行走数据传输给数据处理与控制模块;远程可视化平台、远程控制平台、遥控器通过井下无线网络与钻井机器人通信;阅读器能接收电子标签传...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁春苗潘欢欢宋海涛姚宁平姚亚峰彭光宇孟增刘奕琨
申请(专利权)人:中煤科工西安研究院集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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