论文中文题名: | 巷道视觉重建与设备碰撞预警技术研究 |
姓名: | |
学号: | 19205201063 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 085201 |
学科名称: | 工学 - 工程 - 机械工程 |
学生类型: | 硕士 |
学位级别: | 工学硕士 |
学位年度: | 2022 |
培养单位: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 智能检测与控制 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
论文提交日期: | 2022-06-27 |
论文答辩日期: | 2022-06-02 |
论文外文题名: | Roadway Visual Reconstruction and Equipment Collision Warning Technology Research |
论文中文关键词: | |
论文外文关键词: | 3D Reconstruction ; Collision Warning ; Equipment Positioning ; OBB Bounding Box |
论文中文摘要: |
~随着煤炭行业的发展,煤矿智能化已成为煤炭行业高质量发展的核心理念。近些年,在国家政策的鼓励下,煤矿智能化有了长足进步,但综掘工作面智能化水平仍然不足,安全事故频发。要实现综掘工作面智能化生产,必须要解决巷道三维重建、设备定位以及设备碰撞预警等技术难点,因此本文提出一种巷道视觉重建与设备碰撞预警方法。通过构建RTAB MAP三维稠密地图,并确定煤矿井下综掘设备的位姿,在Unity中建立综掘设备虚拟模型并同步地图数据与位姿数据,根据OBB包围盒距离关系,实现基于OBB包围盒碰撞预警方法,对实现煤矿智能化与无人化具有重要意义。 |
论文外文摘要: |
~With the development of coal industry, coal mine intelligence has become the core concept of high quality development of coal industry. In recent years, with the encouragement of national policies, the intelligentization of coal mines has made great progress, but the intelligent level of fully mechanized working face is still insufficient and safety accidents occur frequently. In order to realize the intelligent production of fully mechanized mining face, it is necessary to solve the technical difficulties of roadway three-dimensional reconstruction, equipment positioning and equipment collision warning. Therefore, this paper proposes a method of roadway visual reconstruction and equipment collision warning. By constructing RTAB MAP three-dimensional dense map and determining the pose of fully mechanized mining equipment in coal mine, the virtual model of fully mechanized mining equipment is established in Unity and the map data and pose data are synchronized. According to the distance relationship of OBB bounding box, the collision warning method based on OBB bounding box is realized, which is of great significance to realize intelligent and unmanned coal mine. |
参考文献: |
[1] 钱鸣高, 许家林, 王家臣. 再论煤炭的科学开采[J]. 煤炭学报, 2018, 43(01): 1-13. [2] 李梓佳. 中国的能源战略与能源金融分析[J]. 现代经济信息, 2020(07): 5+8. [3] 王国法, 王虹, 任怀伟, 等. 智慧煤矿2025情景目标和发展路径[J]. 煤炭学报, 2018, 43(02): 295-305. [4] 谭章禄, 马营营, 郝旭光. 智慧矿山标准发展现状及路径分析[J]. 煤炭科学技术, 2019, 47(03): 27-34. [5] 武曌晗, 荣学文, 范永. 导盲机器人研究现状综述[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(14): 1-13. [6] 李新春. 浅谈SLAM+AR眼镜在远程协助中的应用[J]. 中国设备工程, 2020(19): 251-252. [8] 施俊屹, 查富生, 孙立宁. 移动机器人视觉惯性SLAM研究进展[J]. 机器人, 2020, 42(06): 734-748. [12] 段珊珊, 李昕. 基于RGBD传感器的场景自适应性视觉里程计算法[J]. 计算机与现代化, 2016(12): 73-77. [13] 杨观赐, 王霄远, 蒋亚汶, 等. 视觉与惯性传感器融合的SLAM技术综述[J]. 贵州大学学报(自然科学版), 2020, 37(06): 1-12. [14] 李卫成, 汪地, 宗殿栋, 等. 基于RGBD的机器人室内SLAM与路径规划系统[J]. 工业控制计算机, 2016, 29(03): 77-78+81. [16] 郑太雄, 黄帅, 李永福,等. 基于视觉的三维重建关键技术研究综述[J]. 自动化学报, 2020, 46(04): 631-652. [17] 李兵. 基于彩色莫尔条纹的三维轮廓动态测量技术基础研究[J]. 机械工程学报, 2011, 47(02): 196. [18] 侯飞, 郑福, 李国栋, 等.一种基于飞行时间相机的点云目标提取方法[J]. 激光与红外, 2019, 49(11): 1381-1387. [19] 卢纯青, 宋玉志, 武延鹏, 等. 基于TOF计算成像的三维信息获取与误差分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(10): 160-166. [20] 周俞辰.基于激光三角测距法的激光雷达原理综述[J].电子技术与软件工程, 2016(19): 94-95. [21] 徐超, 李乔. 基于计算机视觉的三维重建技术综述[J]. 数字技术与应用, 2017(01): 54-56. [24] 高兴波, 史旭华, 葛群峰, 等. 面向动态物体场景的视觉SLAM综述[J]. 机器人, 2020(7): 1-18. [25] 赵锐, 万旺根. 基于多尺度空间特征融合的三维重建[J]. 工业控制计算机, 2021, 34(11): 86-87+90. [26] 邓仕超, 陈艺海, 黄扬, 等. 基于结构光三维重建系统的改进相位研究[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2021(11): 31-34+38. [27] 赵冬青, 畅雅雯, 单彦虎, 等.双目测量系统的室内定位与重建[J]. 激光杂志: 1-5. [28] 李婧, 韩贤权. 激光三维虚拟技术的室内环境设计图像重建研究[J]. 激光杂志, 2021, 42(09): 124-128. [29] 崔海华, 姜涛, 杜坤鹏, 等. 基于深度学习位姿估计的多视结构光三维成像方法[J]. 光学学报, 2021, 41(17): 72-81. [30] 吉白冰, 曹其新. 一种用于机器人抓取的单目实时三维重建系统[J]. 机械设计与制造, 2021(09): 287-290. [31] 杨俊哲, 姜龙飞, 李梅, 等. 基于激光点云的掘进工作面三维场景重建技术研究[J].煤炭科学技术, 2021, 49(S1): 40-45. [32] 余兆凯, 彭晓峰, 邱昌杰. 基于Kinect三维重建的地下井室可视化方法研究[J]. 导航定位与授时, 2021, 8(04): 112-119. [33] 吴永林. 基于大数据和RGBD图像的虚拟实验室场景三维重建[J]. 宁夏师范学院学报, 2021, 42(07): 96-103. [34] 宋婉婷, 江文松, 罗哉. 基于多标签分类的点云快速批量三维重建[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(12): 75-85. [35] 李磊磊, 黄海霞, 郭阳, 等. 基于红外辐射偏振成像的目标三维重建方法[J]. 红外与毫米波学报, 2021, 40(03): 413-419. [37] 陈寂驰, 魏国华, 郭聪隆, 等. 一种基于红外图像序列的深度学习三维重建仿真方法初探[J]. 空天防御, 2020, 3(04): 21-29. [38] 信寄遥, 陈成军, 李东年. 基于RGBD相机的多视角机械零件三维重建[J]. 计算技术与自动化, 2020, 39(03): 147-152. [39] 王开鑫, 王世峰, 孙琪, 等. 点云分割匹配的三维重建算法[J]. 长春理工大学学报(自然科学版), 2020, 43(04): 49-56. [40] 葛媛媛, 张宏基. 基于立体视觉的煤矿巷道三维重建方法研究[J]. 计算机与数字工程, 2013, 41(07): 1169-1171. [44] 马宏伟, 王世斌, 毛清华, 等. 煤矿巷道智能掘进关键共性技术[J]. 煤炭学报, 2021, 46(01): 310-320. [45] 石泉, 孙常军, 郑洪涛, 等. 掘进机机器人化的关键技术研究[J]. 煤炭科学技术, 2020, 48(S2): 199-204. [46] 张旭辉, 刘博兴, 张超, 等. 掘进机全站仪与捷联惯导组合定位方法[J]. 工矿自动化, 2020, 46(09): 1-7. [47] 马源, 符世琛, 张子悦, 等. 悬臂式掘进机位姿检测方法研究现状[J]. 工矿自动化, 2020, 46(08): 15-20. [49] 张佩华, 吕红丽. iGPS导航技术的探索分析研究[J]. 现代导航, 2018, 9(02): 88-93. [51] 张凯, 田原, 贾曲. 机器视觉在煤机设备中的应用现状与趋势[J]. 煤矿机械, 2020, 41(12): 123-125. [52] 王洋洋. UWB技术在煤矿精确定位中的应用[J]. 煤炭技术, 2020, 39(05): 186-188. [54] 李丽, 张晓亮. 基于机器视觉的采摘机器人果实三维模型重构与识别[J]. 农机化研究, 2021, 43(10): 231-235. [55] 郗厚印, 张栋, 周涛, 等. 采摘机器人识别抓取重叠番茄果实的方法研究[J]. 农机化研究, 2021, 43(12): 17-23+50. [59] 田原. 悬臂式掘进机惯性定位技术研究与试验[J]. 煤矿机电, 2020, 41(01): 9-12. [60] 杜雨馨. 矿井悬臂式掘进机位姿感知及定位方法研究[D]. 北京,中国矿业大学,2019. [61] 张旭辉, 刘永伟, 毛清华, 等. 煤矿悬臂式掘进机智能控制技术研究及进展[J]. 重型机械, 2018(02): 22-27. [64] 杨文娟, 张旭辉, 张超, 等. 悬臂式掘进机器人巷道成形智能截割控制系统研究[J].工矿自动化, 2019, 45(09): 40-46. [65] 杨文娟, 张旭辉, 马宏伟, 等. 悬臂式掘进机机身及截割头位姿视觉测量系统研究[J].煤炭科学技术, 2019, 47(06): 50-57. [66] 包建军. 煤矿井下设备接近探测方法研究[J]. 工矿自动化, 2017, 43(01): 1-4. [67] 邢勇锋. 煤矿井下综掘工作面设备协同控制方案设计[J]. 自动化应用, 2020(09): 142-143. [68] 杜群, 甄成刚, 郝悍勇. 基于量子蚁群的快速碰撞检测算法研究[J]. 计算机仿真, 2019, 36(12): 209-213+26. [69] 卢江, 钱德英, 周伟中, 等. 基于观察坐标与混合包围盒的装配碰撞检测方法[J]. 船舶工程, 2019, 41(09): 12-16,51. [74] 方梦娟, 徐巧玉, 李坤鹏, 等. 多臂凿岩机器人的碰撞检测方法研究[J]. 河南科技大学学报(自然科学版), 2022, 43(01): 19-25+5. [75] 王妙云, 张旭辉, 马宏伟, 等. 远程控制综采设备碰撞检测与预警方法[J]. 煤炭科学技术, 2021, 49(09): 110-116. [76] 魏畅, 程岳, 王建生. OSG下碰撞检测算法的设计与实现[J]. 信息技术与信息化, 2021(03): 100-102. [77] 靳雁霞, 程琦甫, 张晋瑞, 等. 融合DNN与AABB—圆形包围盒自碰撞检测[J]. 中国图象图形学报, 2020, 25(08): 1674-1683. [78] 邓新敏. 输电铁塔试装仿真碰撞检测技术研究与应用[J]. 新技术新工艺, 2021(07): 43-47. [79] 袁野, 白瑞林, 邢晓凡. 未知模型机器人的碰撞检测算法[J]. 制造业自动化, 2021, 43(07): 34-38+100. [80] 刘纯键, 高红星, 蒋林, 等. 基于一种碰撞检测算法的液压机械臂柔顺性分析[J]. 武汉科技大学学报, 2021, 44(05): 366-373. [81] 廖伟东, 李俊渊, 黄昕. 机器人仿真系统碰撞检测技术研究[J]. 机床与液压, 2021, 49(09): 67-70. [82] 徐涵, 李建兵, 许涛, 等. 基于EEMD-SVM的行驶碰撞检测方法[J]. 信息工程大学学报, 2021, 22(02): 142-146. [83] 肖世龙, 张德育, 刘源, 等. 基于量子群智能优化检测虚拟现实中物体碰撞[J]. 济南大学学报(自然科学版), 2021, 35(05): 423-427+43. [84] 王飞. 矿用精确定位系统防碰撞方法研究与实现[J]. 煤炭技术, 2016, 35(07): 108-109. [85] 王道累,孙昊,胡松, 等. 基于天牛须搜索算法的单目相机标定方法[J]. 济南大学学报(自然科学版),2020,34(06):568-574. |
中图分类号: | TD632 |
开放日期: | 2022-06-27 |