煤矿掘进机器人视觉纠偏控制技术研究

"这篇论文研究了基于视觉测量的快速掘进机器人纠偏控制技术，旨在解决煤矿井下环境恶劣导致的掘进机器人定位与控制精度不足的问题。文章中提出了一种全新的纠偏控制系统，该系统利用防爆相机采集激光指向仪的图像，通过以太网传递给防爆计算机进行图像预处理和位姿解算。计算出的机器人位姿与巷道设计轴线对比后，确定位姿偏差，并据此采用不同控制策略进行纠偏。控制指令通过电磁比例阀调控伸缩油缸，调整机器人的位姿。实验结果显示，该系统的位姿视觉测量精度高，纠偏控制效果良好，满足实际工况需求。" 论文涉及的知识点包括： 1. 快速掘进机器人：这是一种专为煤矿井下掘进作业设计的自动化设备，具有高速、高效的特点，但需要在复杂的工况下保持高精度定位和控制。 2. 视觉测量：在该研究中，视觉测量是通过防爆相机捕获激光指向仪的图像来获取机器人位姿的关键技术。这种技术可以克服高粉尘和低光照环境的影响。 3. 纠偏控制：通过比较计算得到的机器人位姿与巷道设计轴线，系统能够识别并纠正掘进过程中的偏差，确保机器人按照预定路径掘进。 4. 位姿解算模型：这是计算机器人位姿的关键数学模型，它基于相机捕获的图像信息来估算机器人的位置和姿态。 5. 控制策略：根据位姿偏差的类型和大小，系统采用不同的控制算法计算出修正后的控制量，以指导机器人的动态调整。 6. 电磁比例阀：在纠偏控制中，电磁比例阀作为执行元件，根据控制指令改变油缸的伸缩量，从而调整机器人的姿态。 7. 位姿偏差计算：通过对机器人位姿和设计轴线的比较，可以确定机器人的位置和方向偏差，这是纠偏控制的基础。 8. 防爆设备：在煤矿井下环境中，所有电子设备必须具备防爆功能，以防止可能的火花引起爆炸。 9. 实验验证：通过实验数据，验证了该纠偏控制系统的性能，证明其在X方向和Y方向的测量精度以及航向角的精度均达到较高水平，满足实际应用的要求。 此外，相关推荐的矿业技术研究涵盖了智慧矿山、5G和WiFi6的应用、液压支架电液控制、刮板输送机链条张紧力监控、钻探技术、矿山物联网、矿井定位、光纤传感器等领域，这些都是现代矿山技术发展的热点和关键点。这些技术的结合应用，将进一步推动煤炭行业的智能化和安全水平。