| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 引言 | 第13-21页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 基于工业互联网的井下机器人国内外研究现状 | 第14-18页 |
| 1.2.1 概述 | 第14页 |
| 1.2.2 国内外工业互联网研究现状 | 第14-15页 |
| 1.2.3 国内外井下机器人导航和无线视频监控研究现状 | 第15-18页 |
| 1.3 本文的主要内容 | 第18页 |
| 1.4 本文的组织结构 | 第18-21页 |
| 2 井下工业互联网 | 第21-37页 |
| 2.1 井下工业互联网概述 | 第21页 |
| 2.2 井下工业互联网网络架构 | 第21-23页 |
| 2.3 光纤环网骨干网 | 第23-25页 |
| 2.3.1 光纤环网的特点 | 第23-24页 |
| 2.3.2 数字光纤通信原理 | 第24-25页 |
| 2.3.3 光纤环网可用性分析 | 第25页 |
| 2.4 无线接入网络 | 第25-31页 |
| 2.4.1 WLAN无线网络 | 第25-26页 |
| 2.4.2 Ad hoc无线网络 | 第26-27页 |
| 2.4.3 无线Mesh网络 | 第27-28页 |
| 2.4.4 无线Mesh网络的通信网络结构 | 第28-30页 |
| 2.4.5 基于WMN的井下机器人无线通信系统的优势 | 第30-31页 |
| 2.5 井下工业互联网与传统网络对比 | 第31-32页 |
| 2.6 基于工业互联网的井下机器人技术架构 | 第32-34页 |
| 2.6.1 井下机器人超声网络定位 | 第33页 |
| 2.6.2 井下机器人路径规划 | 第33-34页 |
| 2.6.3 井下机器人无线视频监控 | 第34页 |
| 2.7 本章小节 | 第34-37页 |
| 3 基于UKF的井下机器人超声网络定位 | 第37-55页 |
| 3.1 井下机器人定位方法概述 | 第37-40页 |
| 3.1.1 惯性推算定位 | 第37-38页 |
| 3.1.2 匹配地图定位 | 第38页 |
| 3.1.3 基于信息标签的定位 | 第38-39页 |
| 3.1.4 井下机器人定位方式的选择 | 第39-40页 |
| 3.2 煤矿井下超声传感网络 | 第40-41页 |
| 3.2.1 搭建超声传感网络 | 第40页 |
| 3.2.2 建立坐标系 | 第40-41页 |
| 3.3 惯性推算定位 | 第41-45页 |
| 3.3.1 光电码盘和电子罗盘定位 | 第41-43页 |
| 3.3.2 基于误差权重的圆周运动转弯半径计算 | 第43-45页 |
| 3.4 超声传感网络定位 | 第45-46页 |
| 3.5 无损卡尔曼滤波(UKF)传感器融合定位 | 第46-49页 |
| 3.6 模拟仿真分析 | 第49-53页 |
| 3.7 仿真结论 | 第53-54页 |
| 3.8 本章小节 | 第54-55页 |
| 4 基于混合蚁群-蜂群算法的井下机器人路径规划 | 第55-73页 |
| 4.1 井下路径规划算法概述 | 第55-56页 |
| 4.1.1 机器人井下路径规划 | 第55页 |
| 4.1.2 蚁群路径规划和人工蜂群路径规划概述 | 第55-56页 |
| 4.2 井下局部复杂空间描述及三维坐标系建立 | 第56-59页 |
| 4.3 蚁群路径规划算法和人工蜂群路径规划算法 | 第59-62页 |
| 4.3.1 井下机器人蚁群路径规划算法 | 第59-61页 |
| 4.3.2 井下机器人人工蜂群路径规划算法 | 第61-62页 |
| 4.4 基于B-spline曲线优化的混合蚁群-蜂群算法的机器人路经规划 | 第62-68页 |
| 4.4.1 井下机器人混合蚁群-蜂群路径的迭代搜索 | 第62-64页 |
| 4.4.2 井下机器人混合蚁群-蜂群路径的惯性优化 | 第64-67页 |
| 4.4.3 B-spline curve路径优化 | 第67-68页 |
| 4.5 模拟仿真分析 | 第68-71页 |
| 4.6 仿真结论 | 第71-72页 |
| 4.7 本章小结 | 第72-73页 |
| 5 井下机器人的无线视频监控 | 第73-97页 |
| 5.1 井下机器人无线视频监控整体系统架构 | 第73-74页 |
| 5.2 井下机器人视频处理及无线传输 | 第74-77页 |
| 5.2.1 视频采集 | 第74-75页 |
| 5.2.2 无线模块 | 第75-77页 |
| 5.3 井下机器人无线视频监控控制模块 | 第77-79页 |
| 5.3.1 51duino控制板 | 第77-78页 |
| 5.3.2 编程环境 | 第78-79页 |
| 5.4 井下机器人无线视频监控下位机设计 | 第79-84页 |
| 5.4.1 主要函数及其功能 | 第79-82页 |
| 5.4.2 机器人控制命令协议 | 第82-83页 |
| 5.4.3 视频角度控制和机器人运动控制 | 第83-84页 |
| 5.5 井下机器人无线视频监控上位机客户端设计 | 第84-91页 |
| 5.5.1 视频数据端口与控制指令端口 | 第84-85页 |
| 5.5.2 编程环境 | 第85页 |
| 5.5.3 机器人上位机客户端视频监控功能 | 第85-88页 |
| 5.5.4 机器人上位机客户端无线控制功能 | 第88-90页 |
| 5.5.5 井下机器人无线视频监控页面 | 第90-91页 |
| 5.6 井下机器人无线视频监控实验 | 第91-95页 |
| 5.6.1 井下机器人网络配置 | 第92-93页 |
| 5.6.2 井下机器人无线视频实验 | 第93-94页 |
| 5.6.3 井下机器人无线控制实验 | 第94-95页 |
| 5.7 本章小结 | 第95-97页 |
| 6 总结与展望 | 第97-99页 |
| 参考文献 | 第99-103页 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第103-107页 |
| 学位论文数据集 | 第107页 |
