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题名煤矿搜救机器人未知环境高效自主探索方法
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作者
胡而已
李猛钢
李杭
周益
由韶泽
唐超权
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机构
应急管理部信息研究院
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出处
《中国煤炭》
2025年第8期92-103,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(52274159,52304183)
中国博士后科学基金(2022M723392)
江苏省产业前瞻与关键核心技术重点项目(BE2023008-4)。
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文摘
为了实现对煤矿井下未知环境快速且完备地探索,进而快速开展煤矿灾后等未知环境的探测与救援任务,保证搜救机器人的灾后生存与返航能力,提出一种双阶段视点混合式探索策略(DSVP^(*))。针对传统双阶段视点方法(DSVP)在煤矿颠簸路面、多硐室子空间等特殊场景中存在的路径规划缺陷,重点突破点云地图分割与全局探索机制两大关键技术:基于平面拟合RRT^(*)(PR RRT^(*))的局部路径优化方法,通过点云平面特征提取实现地形适应性路径规划;构建具有引导性的全局路径生成机制,利用环境结构特征提升多分支巷道探索效率。通过仿真环境对比测试表明,DSVP^(*)相较DSVP算法探索效率提升32%,且在多轮对比实验中均达到100%环境覆盖率,显著优于DSVP、NBVP、GBP、MBP等传统方法。在井下巷道复杂地形区域进行了现场试验,结果表明,相比DSVP方法,DSVP^(*)可以更加完整地探索巷道区域,证明了提出的DSVP^(*)在煤矿搜救机器人的自主探索效率与完备性等方面具有更高的工程应用价值。
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关键词
煤矿搜救机器人
未知环境探索
自主探索
多阶段视点
旅行商
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Keywords
coal mine search and rescue robot
unknown environment exploration
autonomous exploration
multi-stage viewpoint
traveler issues
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分类号
TD774
[矿业工程]
TD67
[矿业工程—矿井通风与安全]
TP525
[自动化与计算机技术]
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