煤矿机器人激光雷达与惯性传感器导航理论及实验研究
| 摘要 | 第1页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 详细摘要 | 第6-9页 |
| ABSTRACT | 第9-17页 |
| 1 引言 | 第17-23页 |
| ·研究背景 | 第17-18页 |
| ·机器人自主导航研究进展 | 第18-21页 |
| ·煤矿机器人研究进展 | 第21-22页 |
| ·本文主要研究的问题 | 第22页 |
| ·本章小结 | 第22-23页 |
| 2 基于粒计算的煤矿机器人导航环境模型研究 | 第23-45页 |
| ·粒计算理论简介 | 第23-24页 |
| ·煤矿系统的结构描述 | 第24-32页 |
| ·竖井结构特点 | 第25-26页 |
| ·巷道系统结构特点 | 第26-29页 |
| ·回采工作面结构特点 | 第29-30页 |
| ·事故后矿井结构特点 | 第30-32页 |
| ·煤矿系统环境的数学描述 | 第32-38页 |
| ·煤矿系统特点及总体数学模型 | 第32-34页 |
| ·巷道典型结构的数学描述 | 第34-35页 |
| ·工作面系统的数学描述 | 第35-38页 |
| ·矿井系统的位置描述 | 第38-44页 |
| ·矿井系统的坐标体系 | 第38-39页 |
| ·典型结构的坐标体系 | 第39-40页 |
| ·工作面的坐标及定位 | 第40-44页 |
| ·本章小结 | 第44-45页 |
| 3 煤矿井下结构的激光雷达识别理论研究 | 第45-59页 |
| ·激光雷达结构及其图像 | 第45-49页 |
| ·激光雷达的工作原理 | 第45-46页 |
| ·几何要素在雷达图中的表示 | 第46-48页 |
| ·机器人对环境结构的表示 | 第48-49页 |
| ·巷道系统的激光雷达图的特征研究 | 第49-54页 |
| ·双边走廊特征 | 第50-51页 |
| ·单边走廊特征 | 第51-52页 |
| ·分叉特征 | 第52页 |
| ·堵塞特征 | 第52-53页 |
| ·基本特征的旋转变化 | 第53-54页 |
| ·煤矿井下巷道内障碍的激光雷达识别 | 第54-56页 |
| ·障碍物的类型 | 第54页 |
| ·障碍物出现和越过的特征 | 第54-55页 |
| ·单边障碍物特征 | 第55页 |
| ·双边障碍物特征 | 第55-56页 |
| ·采煤工作面特征及识别 | 第56-58页 |
| ·采煤工作面特征 | 第56页 |
| ·可行通道特征 | 第56-57页 |
| ·移动障碍特征 | 第57-58页 |
| ·本章小结 | 第58-59页 |
| 4 煤矿自主式组合导航的理论研究 | 第59-89页 |
| ·惯性系统导航原理 | 第59-69页 |
| ·惯性导航系统的结构 | 第59-60页 |
| ·惯性导航中常用坐标系统及其转换的描述 | 第60-63页 |
| ·机器人姿态的计算 | 第63-65页 |
| ·导航参数的计算 | 第65-69页 |
| ·煤矿井下巷道惯性导航的方法 | 第69-73页 |
| ·机器人的姿态确定巷道的特征参数 | 第69-71页 |
| ·典型结构的标志点对惯性系统的修正 | 第71-72页 |
| ·惯性传感器对典型结构的表面特征识别 | 第72-73页 |
| ·煤矿井下可行方向组合导航研究 | 第73-78页 |
| ·可行方向搜索 | 第74-76页 |
| ·可行方向与导航的主导权 | 第76-77页 |
| ·可行方向与转向控制 | 第77-78页 |
| ·煤矿井下组合导航系统的自主决策研究 | 第78-87页 |
| ·自主式组合导航系统构成及功能 | 第78-80页 |
| ·基于粒计算的自主决策方法 | 第80-85页 |
| ·基于煤矿环境知识自主决策方法 | 第85-87页 |
| ·本章小结 | 第87-89页 |
| 5 煤矿井下机器人自主组合导航实验研究 | 第89-121页 |
| ·实验系统构成 | 第89-97页 |
| ·组合导航的总体架构 | 第89-90页 |
| ·超声模块构成及原理 | 第90-93页 |
| ·运动控制模块原理 | 第93-96页 |
| ·移动机器人的机械平台 | 第96-97页 |
| ·地面实验及结果分析 | 第97-103页 |
| ·惯性模块航向实验 | 第97-100页 |
| ·惯性模块对地面可越障碍的识别 | 第100-101页 |
| ·走廊内环境识别实验 | 第101-102页 |
| ·走廊内垂直扫描实验 | 第102-103页 |
| ·识别阈值的确定 | 第103-113页 |
| ·L和R区的阈值的确定 | 第104-107页 |
| ·F区的阈值的确定 | 第107-108页 |
| ·与运动有关的阈值确定 | 第108-113页 |
| ·煤矿井下巷道系统中典型结构识别实验 | 第113-116页 |
| ·巷道的基本特征识别 | 第113-114页 |
| ·巷道分叉结构的识别 | 第114-115页 |
| ·巷道堵塞特征的识别 | 第115页 |
| ·巷道内障碍物的识别 | 第115-116页 |
| ·采煤工作面典型特征识别实验 | 第116-119页 |
| ·工作面上端口可行通道的识别实验 | 第116-117页 |
| ·工作面下端口可行通道的识别实验 | 第117-118页 |
| ·可行通道内可行方向的识别实验 | 第118-119页 |
| ·本章小结 | 第119-121页 |
| 6 结论与展望 | 第121-123页 |
| ·结论 | 第121-122页 |
| ·创新点 | 第122页 |
| ·展望 | 第122-123页 |
| 参考文献 | 第123-127页 |
| 致谢 | 第127-128页 |
| 作者简介 | 第128页 |
| 在学期间发表的学术论文 | 第128页 |
| 在学期间参加科研项目 | 第128页 |
