煤矿履带式定向钻机双向直线移动路径视觉规划

朱明鎏; 杜昭; 侯树宏

doi:10.13436/j.mkjx.202601039

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1) : 201 -207. DOI: 10.13436/j.mkjx.202601039

煤矿履带式定向钻机双向直线移动路径视觉规划

朱明鎏, 杜昭, 侯树宏

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摘要

枣泉煤矿130207综采工作面履带式定向钻机在钻场间转场与孔口精准定位过程中面临着长距离、双向直线推进难题，传统路径规划方法受限于动态障碍物分布随机、粉尘干扰严重及感知滞后等复杂工况，难以实现实时精准的避障调整。提出了一种基于改进双向动态跳点搜索（JPS）算法的视觉规划方法。该方法首先通过引入安全距离约束改进双向动态JPS算法，构建面向井下动态环境的路径规划核心；建立融合巷道边界约束的平面空间模型，实现钻机运动空间的精确描述；通过布置防爆型激光摄像机组采集巷道三维点云数据，采用高斯滤波算法消除井下粉尘、水雾造成的测量噪声，完成环境感知系统的构建；基于实时采集的点云数据，建立障碍物动态跟踪机制，准确识别液压支架、采煤机等移动设备；最后，引入以局部修正次数为阈值的全局重规划机制，实现钻机移动路径的闭环优化与动态修正。现场实验表明，该方法使ZYL-17000D型定向钻机在46组障碍物测试中实现零碰撞事故，双向移动路径总长增率控制在5.9%以内，显著提升了钻机在复杂井下环境中的转场安全性与孔口定位效率。