煤矿井下智能钻机自动定位与导航系统测试

摘要

针对煤矿井下瓦斯抽采钻孔作业智能化程度低、人工依赖性强的问题，开发一套适用于复杂井下环境的智能钻机自动定位与导航系统。该系统基于激光雷达、惯性测量单元、编码器及视觉传感器等多源信息融合，实现了巷道环境的同步感知与建模。通过融合激光点云特征提取与多传感器数据，提出并实现了一种鲁棒的即时定位与地图构建（SLAM）方法，完成了钻机精准位姿估计与巷道三维地图构建，并将其转换为可用于实时路径规划的二维占据栅格地图。针对井下狭窄巷道的通行约束，设计了基于边界线提取与动态安全校验的自主路径规划算法，有效保障了钻机自主行进的安全性。现场工业性试验表明，该系统运行稳定，具备良好的环境适应性、障碍物识别与自主避障能力，为实现煤矿井下钻孔作业无人化提供了可靠的技术方案。

关键词

智能钻机 / 导航系统 / 自动定位 / 多传感器融合 / 试验测试

基金资助

淮南矿业（集团）有限责任公司煤业分公司科技创新基金项目（GN2022-06-2101）