Research on key technologies of coal mine auxiliary transportation robot
-
摘要: 针对煤矿辅助运输机器人移动速度较快、行驶路线多变、行驶路面情况复杂等特殊工况，给出了煤矿辅助运输机器人的结构形式和技术架构：采用无驾驶室的结构设计，以自动驾驶系统为控制中枢，以轮式防爆线控动力底盘为移动平台，通过可更换的多种上装载具，实现不同物料在井下运输的无人化。针对煤矿辅助运输机器人的环境感知、定位导航和路径规划三大功能，提出了相应的解决方案：① 矿井低照度环境下的机器视觉增强及感知融合技术：通过深度相机红外成像技术和平面激光雷达探测技术相结合的方式实现机器人的环境感知功能；② 煤矿井下受限空间内的无线通信及定位技术：利用物联网无线通信定位和即时定位与地图构建(SLAM)技术相结合的方式实现机器人执行运输作业时的主动精确定位；③ 矿井复杂地质条件下的路径规划及避障机制：利用最短路径搜索算法和动态窗口算法分别实现该机器人的全局路径规划和局部路径规划功能。Abstract: In view of special working conditions of coal mine auxiliary transportation robot such as fast moving speed, variable driving routes and complex driving road conditions, structural form and technical architecture of coal mine auxiliary transportation robot are given:the cabless structure design is adopted, automatic driving system is taken as control center, wheeled explosion-proof wire-controlled power chassis is used as mobile platform, and unmanned transportation of different materials underground is realized through a variety of replaceable upper loading tools. In view of three functions of environment perception, positioning navigation and path planning of coal mine auxiliary transportation robot, corresponding solutions are respectively proposed: ① Machine vision enhancement and perception fusion technology in mine low illumination environment: environment perception function of robot is realized by combining depth camera infrared imaging technology and planar lidar detection technology; ② Wireless communication and positioning technology in confined space of underground coal mine: combination of IoT wireless communication positioning and simultaneous localization and mapping(SLAM) technology is used to achieve active and precise positioning of robot during transportation operation; ③ Path planning and obstacle avoidance mechanism under complex geological conditions of coal mine: the shortest path search algorithm and dynamic window algorithm are used to realize functions of global path planning and local path planning of the robot respectively.
-
-
期刊类型引用(18)
1. 王丽丽. 基于改进RRT算法的井下巷道漫游路径规划方法. 现代电子技术. 2024(12): 62-68 . 
百度学术
2. 张幼振，范强，陈龙，陈果，税洋，李旺年. 煤矿井下钻探数字化监测系统. 工矿自动化. 2024(07): 173-178 . 本站查看
3. 张传伟，芦思颜，秦沛霖，周睿，赵瑞祺，杨佳佳，张天乐，赵聪. 融合简化可视图和A~*算法的矿用车辆全局路径规划算法. 工矿自动化. 2024(10): 12-20 . 本站查看
4. 郭旭阳，华明国. 物料运输托辊车装置设计及应用. 煤. 2023(04): 18-20 . 百度学术
5. 王凯，华明国. 用于胶带运输机的防飘带装置的设计及应用. 煤. 2023(05): 31-32+50 . 百度学术
6. 景宁波，马宪民，郭卫，秦学斌. 改进动态半径的矿井激光雷达点云滤波算法. 西安科技大学学报. 2023(02): 406-413 . 百度学术
7. 薛光辉，刘爽，李圆，马闯，韩司聪，侯鹏. 基于障碍物尺度的封闭狭长空间路径规划研究. 矿业安全与环保. 2023(03): 62-67 . 百度学术
8. 薛光辉，刘爽，王梓杰，李亚男. 基于改进概率路线图算法的煤矿机器人路径规划方法. 工矿自动化. 2023(06): 175-181 . 本站查看
9. 蒲德全，高振刚，李鹏洲. 矿井无轨辅助运输车辆无人驾驶研究现状分析. 现代矿业. 2023(06): 44-51 . 百度学术
10. 杨志方. 基于雷达与视觉融合的双模态煤矿井下环境感知技术. 工矿自动化. 2023(11): 67-75 . 本站查看
11. 李晨鑫，张立亚. 煤矿井下网联式自动驾驶技术研究. 工矿自动化. 2022(06): 49-55 . 本站查看
12. 杨春雨，张鑫. 煤矿机器人环境感知与路径规划关键技术. 煤炭学报. 2022(07): 2844-2872 . 百度学术
13. 张静，刘晓铭，黄国方，单超. 机器人的视觉辅助定位与激光SLAM导航设计. 粘接. 2022(09): 168-172 . 百度学术
14. 薛忠新，欧阳敏，毕跃起，杨斐文，范生军，王峰，吉强，侯刚. 矿用无人驾驶电动皮卡车底层设计与整车改造. 煤炭工程. 2022(10): 188-192 . 百度学术
15. 黄友锐，李静，韩涛，徐善永. 基于膜计算的煤矿井下机器人路径规划算法. 工矿自动化. 2021(11): 22-29 . 本站查看
16. 胡而已，葛世荣. 煤矿机器人研发进展与趋势分析. 智能矿山. 2021(01): 59-74 . 百度学术
17. 张立辉. 上湾煤矿基于5G全矿井绿色智能辅助运输系统研究与实践. 中国煤炭. 2021(S1): 79-86 . 百度学术
18. 袁晓明，郝明锐. 煤矿无轨辅助运输无人驾驶关键技术与发展趋势研究. 智能矿山. 2020(01): 89-97 . 百度学术
其他类型引用(4)
计量
- 文章访问数: 133
- HTML全文浏览量: 13
- PDF下载量: 43
- 被引次数: 22
下载:
