| 摘要 | 第3-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 选题背景与研究意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 选题背景 | 第10-11页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-18页 |
| 1.2.1 煤矿探测机器人控制技术 | 第11-13页 |
| 1.2.2 井下设备位姿测量技术 | 第13-16页 |
| 1.2.3 巷道地图构建技术 | 第16-18页 |
| 1.3 研究内容与技术路线 | 第18-20页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第18页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第18-20页 |
| 2 基于虚拟现实的煤矿探测机器人远程操控系统 | 第20-27页 |
| 2.1 系统需求分析 | 第20页 |
| 2.2 煤矿探测机器人虚拟远程操控系统总体设计 | 第20-22页 |
| 2.3 系统主要模块设计 | 第22-26页 |
| 2.3.1 虚拟现实数据交互平台 | 第22-23页 |
| 2.3.2 煤矿探测机器人位姿检测模块 | 第23-24页 |
| 2.3.3 井下场景感知模块 | 第24-25页 |
| 2.3.4 环境动态重建模块 | 第25-26页 |
| 2.3.5 探测机器人远程操控模块 | 第26页 |
| 2.4 本章小结 | 第26-27页 |
| 3 非结构化环境下的探测机器人位姿检测技术 | 第27-42页 |
| 3.1 煤矿探测机器人数学模型 | 第27-31页 |
| 3.1.1 坐标系统与机器人平台 | 第27-29页 |
| 3.1.2 探测机器人运动控制模型 | 第29-30页 |
| 3.1.3 探测机器人位姿模型 | 第30-31页 |
| 3.2 煤矿探测机器人惯性导航研究 | 第31-35页 |
| 3.2.1 探测机器人位姿检测原理 | 第31-33页 |
| 3.2.2 探测机器人井下位置解算 | 第33-34页 |
| 3.2.3 探测机器人姿态解算 | 第34-35页 |
| 3.3 煤矿探测机器人在巷道中的精确定位 | 第35-38页 |
| 3.3.1 基于巷道路标的前向位置校正 | 第35-36页 |
| 3.3.2 机身横向位置组合定位 | 第36-37页 |
| 3.3.3 基于扩展卡尔曼滤波算法的机器人定位 | 第37-38页 |
| 3.4 Unity3D全局地图显示技术 | 第38-41页 |
| 3.5 本章小结 | 第41-42页 |
| 4 井下场景重建及动态修正技术 | 第42-55页 |
| 4.1 巷道环境模型 | 第42-46页 |
| 4.1.1 初始巷道环境模型 | 第42-45页 |
| 4.1.2 环境数据库 | 第45-46页 |
| 4.2 激光雷达数据采集 | 第46-48页 |
| 4.2.1 传感器观测模型 | 第46-47页 |
| 4.2.2 激光雷达数据的采集与处理 | 第47-48页 |
| 4.3 Unity3D中井下场景重建方法 | 第48-53页 |
| 4.3.1 灾后环境重建与显示 | 第48-49页 |
| 4.3.2 数据配准 | 第49-50页 |
| 4.3.3 克隆重建 | 第50-53页 |
| 4.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 5 煤矿探测机器人虚拟操控策略研究 | 第55-67页 |
| 5.1 通讯接口 | 第55-59页 |
| 5.1.1 传感器数据采集与通讯 | 第55-57页 |
| 5.1.2 数据库与虚拟现实数据交互平台的通讯接口 | 第57-58页 |
| 5.1.3 Unity串口通讯 | 第58页 |
| 5.1.4 操控手柄通讯 | 第58-59页 |
| 5.2 机器人虚拟控制技术 | 第59-62页 |
| 5.2.1 机器人虚拟动作编程 | 第59-61页 |
| 5.2.2 数据驱动下的虚实同步 | 第61-62页 |
| 5.3 探测机器人远程控制策略 | 第62-66页 |
| 5.3.1 虚拟仿真地图下的自主路径规划 | 第62-65页 |
| 5.3.2 虚拟现实远程人工干预 | 第65-66页 |
| 5.4 本章小结 | 第66-67页 |
| 6 实验验证与分析 | 第67-74页 |
| 6.1 实验目的及方案 | 第67页 |
| 6.2 系统实验平台搭建 | 第67-68页 |
| 6.3 系统功能验证及性能测试 | 第68-72页 |
| 6.3.1 虚拟现实数据交互平台数据通讯实验 | 第68-69页 |
| 6.3.2 数据驱动下的虚实同动实验 | 第69-70页 |
| 6.3.3 机器人定位与导航实验 | 第70页 |
| 6.3.4 动态环境重建实验 | 第70-72页 |
| 6.4 本章小结 | 第72-74页 |
| 7 结论与展望 | 第74-75页 |
| 7.1 主要结论 | 第74页 |
| 7.2 展望 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-81页 |
| 附录 | 第81页 |