煤礦環(huán)境惡劣、安全事故多發(fā),綜采工作面智能化、無(wú)人化開(kāi)采是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),對(duì)于提高煤炭生產(chǎn)效率、降低工作強(qiáng)度、保障人員生命安全具有重要意義。巷道掘進(jìn)作為煤礦開(kāi)采的重要環(huán)節(jié),是實(shí)現(xiàn)礦井建設(shè)、采區(qū)通風(fēng)、煤炭開(kāi)采與運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)。其中,完成掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)控制是解決巷道自動(dòng)化綜掘施工的重要途徑。懸臂式掘進(jìn)機(jī)工作過(guò)程中,行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)履帶推進(jìn)機(jī)身前移,截割機(jī)構(gòu)通過(guò)液壓缸改變截割頭位置,最終在兩者的協(xié)同工作下完成截割頭的鉆進(jìn)作業(yè)。因此,為使機(jī)器按要求實(shí)現(xiàn)巷道斷面的自動(dòng)切割,首先需要解決掘進(jìn)機(jī)機(jī)身空間位姿的感知以及截割頭的定位問(wèn)題。在國(guó)家863項(xiàng)目“薄煤層半煤巖掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2013BAK06B04)的支持下,本論文針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究。首先,將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿的檢測(cè)中,以確定截割頭在巷道中的坐標(biāo)基點(diǎn);隨后,針對(duì)截割頭定位,設(shè)計(jì)了基于輪廓識(shí)別的雙目定位系統(tǒng),完成了截割頭相對(duì)機(jī)身的三維坐標(biāo)獲取;最終,結(jié)合已經(jīng)獲取到的機(jī)身位姿信息,實(shí)現(xiàn)了巷道坐標(biāo)系下懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿與截割頭位置的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。具體研究工作與成果如下:(1)通過(guò)對(duì)比分析現(xiàn)有方法,確定了基于機(jī)器視覺(jué)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)空...

【文章頁(yè)數(shù)】：156 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
2 掘進(jìn)機(jī)位姿感知及定位方法分析與總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 懸臂式掘進(jìn)機(jī)基本結(jié)構(gòu)
    2.2 掘進(jìn)機(jī)空間定位坐標(biāo)系統(tǒng)
    2.3 掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿數(shù)學(xué)模型與測(cè)量方法對(duì)比分析
    2.4 掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型與定位方法對(duì)比分析
    2.5 懸臂式掘進(jìn)機(jī)空間位姿感知及定位系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.6 位姿感知及定位參數(shù)考核指標(biāo)
    2.7 本章小結(jié)
3 基于雙十字激光的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿感知
    3.1 引言
    3.2 基于雙十字激光的機(jī)身位姿測(cè)量方案
    3.3 位姿感知系統(tǒng)設(shè)備選型與安裝
    3.4 基于Retinex與小波多尺度積的低照度圖像邊緣檢測(cè)算法
    3.5 激光標(biāo)靶特征點(diǎn)識(shí)別與坐標(biāo)解算
    3.6 懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿解算
    3.7 懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿檢測(cè)實(shí)驗(yàn)與誤差來(lái)源分析
    3.8 本章小結(jié)
4 基于雙目視覺(jué)的截割頭定位系統(tǒng)建立與標(biāo)定
    4.1 引言
    4.2 基于雙目立體視覺(jué)的截割頭定位系統(tǒng)建立
    4.3 雙目視覺(jué)系統(tǒng)基本原理
    4.4 截割頭定位系統(tǒng)單目攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定
    4.5 截割頭雙目定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定
    4.6 單目攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    4.7 雙目立體系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    4.8 本章小結(jié)
5 基于輪廓特征的懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭目標(biāo)匹配
    5.1 引言
    5.2 圖像匹配算法
    5.3 基于輪廓特征的目標(biāo)匹配算法
    5.4 懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭輪廓匹配方法
    5.5 掘進(jìn)機(jī)截割頭輪廓特征表示
    5.6 改進(jìn)MVM輪廓匹配算法
    5.7 基于SIATL輪廓描述子與改進(jìn) MVM 算法的輪廓匹配實(shí)驗(yàn)
    5.8 本章小結(jié)
6 基于視覺(jué)匹配和位姿檢測(cè)的截割頭定位
    6.1 引言
    6.2 懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭定位方法
    6.3 左攝像機(jī)坐標(biāo)系下截割頭三維定位實(shí)驗(yàn)
    6.4 基于雙目系統(tǒng)的目標(biāo)點(diǎn)三維信息解算精度分析
    6.5 巷道坐標(biāo)系下截割頭定位實(shí)驗(yàn)
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3858862