5G毫米波雷达推进煤矿地下导航与智能化：进展与挑战

本文主要探讨了煤矿地下毫米波雷达点云成像与环境地图导航的最新研究进展，这一领域是煤矿智能化信息发展的重要组成部分。环境感知与地下空间导航对于实现无人化、全自动化和智能化的煤矿生产作业具有关键作用。5G技术的引入极大地推动了毫米波探测与通信技术的发展，其高速率、低延迟和高带宽特性使得毫米波雷达在地下环境中展现出优势，尤其是在3D成像和同步定位与地图构建（SLAM）方面。 相比于激光雷达，毫米波雷达成本更低，抗干扰能力强，尽管生成的三维点云（3D point cloud）数量相较于激光雷达可能少1-2个数量级，但这并不妨碍其在地下环境中的应用。通过结合5G Vehicle-to-Everything (V2X) 技术，毫米波雷达与SLAM导航相结合，为煤矿机器人的自主导航提供了创新的解决方案。文章系统性地分析了当前煤矿机器人自主导航面临的挑战，包括地下环境的特殊性、毫米波雷达数据处理中的稀疏特征提取难题，以及如何有效处理稀疏点云。 深度学习在毫米波稀疏点云处理中也得到了广泛关注，它为优化算法性能提供了新思路。然而，SLAM算法在不同环境下的应用仍然存在局限，特别是在煤矿复杂环境中的地图构建、路径规划和避障方面，面临着技术上的困难和挑战。作者总结了这些挑战，并对未来在煤矿复杂环境下，如何融合毫米波通讯与导航技术，以实现更高效、精确的自主导航进行了前瞻性展望。 关键词：毫米波雷达、地下采矿、3D成像、同步定位与地图构建、稀疏点云、深度学习。该研究旨在为煤矿智能化领域的技术进步提供理论支持，同时也为解决实际操作中的技术难题指明了方向。