基于5G+WiFi双通信矿用激光扫描巡检机器人设计

设计了一款应用于煤矿综采工作面上的巡检机器人,该机器人搭载激光雷达、惯导、车载电脑设备,以ROS为操作系统,搭建一套集控制、激光点云三维建图和视频巡检的机器人平台,可实现对综采工作面的三维建图和视频巡检。为实现点云海量数据和视频图像数据的稳定传输,采用5G+WiFi的双通信模式,充分利用各通信方式的优点,使用5G传输点云数据进行三维实时建图,使用WiFi来传输图像数据,提升综采工作面三维点云模型的生成效率。采用该设计方案不仅可以进行实时三维建图,还可以快速处理所生成的数据用于对井下工作设备的智能控制。

平面三自由度欠驱动机器人末端的位置控制

对平面3R欠驱动机器人末端的位置控制问题进行了研究,基于分层模糊控制思想,将欠驱动机器人的末端运动分解为沿x,y轴上的运动,根据两个运动变量分别与各个主动关节耦合的情况,制定简单的模糊控制规则,设计对应的糊控制器,第一个主动关节与第二个主动关节的控制力矩通过对两运动变量控制后的模糊控制器的输出变量进行加权求和得到。最后利用matlab与adams联合仿真以及实验,精确地实现了平面三自由度欠驱动机器人在操作空间中末端点到点的任意位置控制。结果表明,此方法在实现平面三自由度欠驱动机器人位置控制方面具有良好的效果。

综采工作面顶板与煤壁交线提取算法研究

顶板与煤壁交线信息作为指导采煤机滚筒调高的重要依据,其提取速度与精度直接影响到采煤机自动截煤的效果。对综采工作面的顶板与煤壁交线提取算法进行了研究。通过将综采工作面的点云模型沿着工作面机头机尾方向进行分割,将整个工作面的点云模型分割成数个薄片;对每个小块进行数据处理,提取一个点作为当前位置的顶板线上的点;将每个点云段的顶板线线提取后,对这些点使用样条曲线进行数据拟合,这条拟合出的曲线可作为顶板与煤壁交线。通过该方法不仅可以快速提取顶板线,而且顶板线的平均误差小于9 cm,可以很好地指导采煤机滚筒自动调高。