目前,煤矿钻锚作业仍然依赖于人工操作,导致作业强度大、环境恶劣且效率低下。为了提升钻锚作业的自动化水平,保障工人生命安全,研发了一款 煤矿钻锚机器人。这款机器人通过自动化技术,显著提高了钻锚作业的效率和安全性。然而,在实际应用中,钻锚机器人在机身定位方面面临一些挑战,如定位困难、外界干扰大、精度低等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于激光测距传感器和激光雷达的组合传感器定位方法。
为了满足钻锚作业的具体需求,研究团队开发了一个基于分布式激光测距传感器的系统,用于测量钻锚机器人与掘进工作面之间的距离信息。通过这一系统,建立了“机器人-工作面”定位模型,该模型能够精确计算机器人在向前移动过程中与掘进工作面的相对位置。系统还以机器人后端顶部锚杆为目标,利用激光雷达扫描生成的锚杆与机器人之间的动态点图信息,建立了“机器人-锚杆”定位模型。这一模型能够准确计算机器人在向后移动过程中的空间位置关系。
为了验证该组合定位系统的性能,研究团队进行了样机试验,结果表明,“机器人-工作面”定位模型的距离误差不超过10 mm,偏航夹角误差不超过1°;“机器人-锚杆”定位模型的距离误差不超过20 mm,偏航夹角误差不超过1.5°,从而确保了煤矿巷道钻锚机器人在复杂环境下机身自动、准确、实时的定位。
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