本文選題：煤礦井下 + 機(jī)器人�。� 參考：《煤炭科學(xué)研究總院》2017年碩士論文

【摘要】：在煤礦災(zāi)害事故救援過程中,由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜多變,使用機(jī)器人進(jìn)行偵測(cè)救援已成為現(xiàn)代化礦山救援技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),為了讓機(jī)器人快速定位事故發(fā)生位置、及時(shí)偵測(cè)出災(zāi)變區(qū)域環(huán)境,必須先準(zhǔn)確的計(jì)算出救援機(jī)器人移動(dòng)軌跡及位置,在沒有GPS等全球定位系統(tǒng)(或者無法使用GPS全球定位系統(tǒng)的環(huán)境)的區(qū)域,使用移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與建圖(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技術(shù)計(jì)算機(jī)器人位置并構(gòu)造井下災(zāi)害環(huán)境地圖,已成為實(shí)施有效偵測(cè)、救援手段的前提。本文以中煤科工集團(tuán)重慶研究院救援分院機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室為主要技術(shù)支撐,瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為主要工程試驗(yàn)平臺(tái),采用仿真實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,使用粒子群優(yōu)化算法對(duì)行業(yè)現(xiàn)有的FASTLSAM2.0進(jìn)行優(yōu)化,改善算法在煤礦井下環(huán)境中的建圖精度與效率,并對(duì)優(yōu)化后的算法在煤礦井下環(huán)境中進(jìn)行了性能實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了在煤礦相似封閉環(huán)境中的仿真實(shí)驗(yàn),分析影響算法性能差異的因素,主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.簡(jiǎn)化了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型,使其線性化,改善了算法在位姿預(yù)測(cè)階段的復(fù)雜度。2.針對(duì)煤礦井下的復(fù)雜環(huán)境,對(duì)激光傳感器掃描出的點(diǎn)云地圖配準(zhǔn)方法(Iterative Closest Point,ICP),建立了優(yōu)化模型,并使用罰函數(shù)法求解出其最優(yōu)解,增加了點(diǎn)云地圖配準(zhǔn)的精度及其與環(huán)境的一致性。3.設(shè)計(jì)并編寫了算法的C++代碼及界面軟件,對(duì)算法在實(shí)際工作環(huán)境中的效果進(jìn)行了有效測(cè)試與對(duì)比,得到了基于不同環(huán)境對(duì)算法精度的影響因素分析結(jié)果。
[Abstract]:In the process of mine disaster and accident rescue, because the underground environment of coal mine is complex and changeable, the use of robot to detect and rescue has become the development trend of modern mine rescue technology.In order to detect the catastrophic environment in time, the rescue robot must first accurately calculate the trajectory and position of the robot, in areas where there is no global positioning system such as GPS (or the environment where the GPS GPS cannot be used),The use of mobile robot simultaneous location and mapping (Simultaneous Localization mapping technique) technology to calculate robot position and construct underground disaster environment map has become a prerequisite for effective detection and rescue.This paper takes the robot laboratory of Chongqing Academy of Research and Rescue Branch of China Coal Science and Technology Group as the main technical support, the State key Laboratory of Gas disaster Monitoring and Emergency Technology as the main engineering test platform, and adopts the simulation experiment.Combined with field experiments, particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to optimize the existing FASTLSAM2.0 in the industry, to improve the accuracy and efficiency of the algorithm in the underground environment of coal mine, and the performance experiment of the optimized algorithm in the underground environment of coal mine is carried out.The simulation experiment in the similar closed environment of coal mine is carried out, and the factors influencing the performance of the algorithm are analyzed. The main research contents include the following aspects: 1.The robot motion model is simplified and linearized, and the complexity of the algorithm in the phase of pose prediction is improved.Aiming at the complex environment of underground coal mine, an optimized model is established for the point cloud map registration method scanned by laser sensor, and the penalty function method is used to solve the optimal solution.Increase the accuracy of point cloud map registration and its consistency with the environment. 3.The C code and interface software of the algorithm are designed and written, the effect of the algorithm in the actual working environment is tested and compared effectively, and the analysis results of the factors influencing the algorithm precision based on different environments are obtained.
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD774

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王淑坤;陰雷;;井下救援機(jī)器人遠(yuǎn)程控制[J];農(nóng)機(jī)使用與維修;2013年10期

2 C.托馬斯;胡力行;;機(jī)器人在金屬礦山的應(yīng)用前景[J];國外金屬礦采礦;1988年01期

3 劉振寶;辛洪兵;王文靜;;網(wǎng)控機(jī)器人技術(shù)及其控制系統(tǒng)的研究狀況[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

4 趙曉光;趙冬斌;曹志強(qiáng);梁自澤;;機(jī)器人在搶險(xiǎn)救災(zāi)中的應(yīng)用[J];中國應(yīng)急救援;2007年01期

5 王忠民;劉軍;竇智;杜占靈;;礦難救援機(jī)器人的研究應(yīng)用現(xiàn)狀與開發(fā)[J];煤礦機(jī)械;2007年11期

6 陳炯;;管內(nèi)機(jī)器人的開發(fā)[J];電焊機(jī);2009年05期

7 馬曉;;控制機(jī)器人卸垛輪胎的方法和系統(tǒng)[J];輪胎工業(yè);2012年05期

8 張萍;陳士桐;;智能清倉機(jī)器人在煤礦的應(yīng)用[J];山東煤炭科技;2013年01期

9 劉華潔;張策;張仕民;朱吉祥;;管內(nèi)高壓智能封堵機(jī)器人[J];石油機(jī)械;2013年06期

10 王運(yùn)贛;;機(jī)器人在鍛壓生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];鍛壓機(jī)械;1984年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊朝虹;張海珠;;機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第五屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

2 王明輝;王楠;李斌;;面向?yàn)?zāi)難救援的機(jī)器人控制站系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第十二屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 郭戈;王燕;王偉;;一種多機(jī)器人協(xié)作方法[A];第二十屆中國控制會(huì)議論文集（下）[C];2001年

4 崔世鋼;邴志剛;彭商賢;王玉東;;基于遠(yuǎn)程腦概念的服務(wù)機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第二屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

5 楊瑩;丁X;許侃;;國際機(jī)器人科學(xué)知識(shí)前沿演化的可視化分析[A];科學(xué)學(xué)理論與科學(xué)計(jì)量學(xué)探索——全國科學(xué)技術(shù)學(xué)暨科學(xué)學(xué)理論與學(xué)科建設(shè)2008年聯(lián)合年會(huì)論文集[C];2008年

6 唐矯燕;趙群飛;黃杰;楊汝清;;基于兩足步行椅機(jī)器人的人在環(huán)中的助殘機(jī)器人控制系統(tǒng)[A];第二十六屆中國控制會(huì)議論文集[C];2007年

7 薛頌東;曾建潮;杜靜;;具運(yùn)動(dòng)學(xué)特性約束的群機(jī)器人目標(biāo)搜索[A];2009中國控制與決策會(huì)議論文集（2）[C];2009年

8 張國偉;李斌;龔海里;王聰;鄭懷兵;;廢墟洞穴搜救機(jī)器人控制軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第十二屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

9 崔世鋼;方景林;劉嘉q;彭商賢;邴志剛;;服務(wù)機(jī)器人開發(fā)中測(cè)控問題的研究[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第五屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

10 吳國盛;李云霞;李驪;;一種基于極坐標(biāo)系下的機(jī)器人動(dòng)態(tài)避碰算法[A];2006中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 冬冬;看看自動(dòng)化機(jī)器人在包裝業(yè)中能起多大作用[N];中國包裝報(bào);2005年

2 莽九晨　周之然;有感“機(jī)器人道德法”[N];人民日?qǐng)?bào);2007年

3 記者 陳琳;機(jī)器人總動(dòng)員[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2010年

4 記者 孫亞斐;千余支隊(duì)伍攜機(jī)器人亮相金城[N];蘭州日?qǐng)?bào);2011年

5 崔鑫;機(jī)器人也能和您一起下廚[N];北京科技報(bào);2012年

6 特約記者 楊保國;中國科大“藍(lán)鷹”稱雄機(jī)器人世界杯[N];大眾科技報(bào);2007年

7 本報(bào)記者　 陳淑娟;機(jī)器人走近生活[N];計(jì)算機(jī)世界;2006年

8 虎虎;科學(xué)好玩（三）[N];四川科技報(bào);2007年

9 孫潛彤;新松公司：在機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域顯身手[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2008年

10 財(cái)宣邋Q孟推，

本文編號(hào)：1749203