基于多目视觉的煤矿巷道掘进机位姿测量方法

摘要

针对现有煤矿巷道掘进机位姿测量技术中存在的测量精度低、设备布置繁琐等问题，提出一种基于多目视觉的煤矿巷道掘进机位姿测量技术。以视觉测量原理为基础，融合双矢量定姿、标靶定位算法以及坐标变换技术，能够精确解算出掘进机的位姿以及机身中心点相对巷道设计轴线的水平/垂直偏差。在实验室条件下搭建位姿测量系统实验平台，进行位姿参数绝对测量精度和水平/垂直偏差绝对测量精度评定实验，测量并统计分析了位姿参数、水平偏差和垂直偏差的误差情况。实验结果显示：在100 m测试范围内，机身姿态角的最大误差为-0.32°，机身位置测量最大误差为8.5 mm，水平偏差测量误差小于7.3 mm，垂直偏差测量误差小于8.4 mm。将该方法应用于井下环境中进行测试，测试结果表明：该方法能够实现对掘进机机身的六自由度空间位姿的精确测量。

关键词

煤矿巷道掘进机 / 多目视觉 / 双矢量定姿 / 标靶定位 / 位姿测量