[发明专利]基于三目视觉识别技术的多功能无人操作智能巷道采掘装备系统

说明书

本发明公开了基于三目视觉识别技术的多功能无人操作智能巷道采掘装备系统及其控制方法，包括驾驶室、输送机构、行走移动单元，其特征在于：所述智能巷道采掘装备系统还包括巷道采掘装备臂作业控制单元、三目视觉识别系统、机器人控制系统、无线数据传输系统、状态参数监测系统、上位机控制系统、声光报警系统和状态信息显示单元。本发明的技术方案能实现多功能采掘装备的自动行走与定位，并能通过无线通信实现远程操作，无需操作人员进入现场，解决了危险环境下采掘、装载难题，同时也可对巷道内环境进行实景监控，将现场图像数据实时、准确传输到地面监控室，保证了人员的安全。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及基于三目视觉识别技术的多功能无人操作智能巷道采掘装备系统及其控制方法。

背景技术

作为人类开发利用资源和进行基础建设的有力工具之一，采掘装载机在能源开发，交通建设，设施修建，抢险救灾等方面一直发挥着极其重要的作用。但采掘装载机的作业环境比较恶劣，如存在有害毒气体、瓦斯、高温、易崩塌等情况，操作人员的安全和健康都受到严重的威胁。因此，长期以来，人们一直在谋求更省力、更高效，智能化和实现精确轨迹控制的采掘作业模式，实现工程机械的智能控制和无人化运行。目前国际工程机械的发展正逐步向机、电、液一体化及信息化的方向发展。机器人化的采掘装载机即采掘装备将是替代人在繁重、危险、恶劣环境下作业必不可少的工具，也是国家重点发展的关键技术装备。但是从整体上看，无论从单机智能化工程机械种类，还是研究和开发的深度，与技术先进国家相比都还存在很大的差距。对工程机械产品进行信息化智能化改造升级，加快我国工程机械产品的升级换代与产品结构调整，实现新一代工程机械的自主创新性设计，提高我国工程机械产品的国际竞争力，促进产业化的形成，将是我国工程机械达到国际先进水平的必由之路。

立体视觉技术的开创性工作是从六十年代中期开始的。美国MIT的Robert完成的三维景物分析工作，把过去的二维图形分析推广到了三维景物，这标志着立体视觉技术的诞生，并在随后的二十年中迅速发展成为一门新的学科。特别是七十年代末，Marr创立的视觉计算理论对立体视觉的发展产生了巨大影响，现已形成了从图像获取到最终的景物可视表面重建的完整体系。经过二十多年的研究，立体视觉技术在机器人视觉、航空测绘、军事应用、医学诊断及工业检测中的应用越来越广泛，研究方法从早期的以统计理论为基础的相关匹配，发展到具有很强生理学背景的特征匹配，从串行到并行，从直接依赖于传输信号的低层次处理到依赖于特征、结构、关系和知识的高层次处理，性能不断提高，其理论正处于不断发展与完善之中。但我国的立体视觉技术发展较晚，与国外相比，尤其是智能装备制造方面存在不小的差距。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的在于提供基于三目视觉识别技术的多功能无人操作智能巷道采掘装备系统及其控制方法，该多功能无人操作智能巷道采掘装备系统及其控制方法克服了现有技术的不足，能实现多功能采掘装备的自动行走与定位，并能通过无线通信实现远程操作，无需操作人员进入现场，解决了危险环境下采掘、装载难题，同时也可对巷道内环境进行实景监控，将现场图像数据实时、准确传输到地面监控室，保证了人员的安全。

本发明基于三目视觉识别技术的多功能无人操作智能巷道采掘装备系统及其控制方法的技术方案是：一种基于三目视觉识别技术的多功能无人操作智能巷道采掘装备系统，包括驾驶室、输送机构、行走移动单元，其特征在于：所述智能巷道采掘装备系统还包括巷道采掘装备臂作业控制单元、三目视觉识别系统、机器人控制系统、无线数据传输系统、状态参数监测系统、上位机控制系统、声光报警系统和状态信息显示单元；

所述巷道采掘装备臂作业控制单元包括机器人臂和巷道采掘装载工具；所述机器人臂为五轴结构；所述巷道采掘装载工具包括采掘工具、钻机和空气锤，用于对物料采掘和装载；