基于双目视觉技术的煤矿救援机器人研究进展

作     者：翟国栋 张文涛 岳中文 潘涛 胡文渊 卢杏浩 ZHAI Guodong;ZHANG Wentao;YUE Zhongwen;PAN Tao;HU Wenyuan;LU Xinghao

作者机构：中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 神华信息技术有限公司北京100011 智能矿山(煤炭行业)工程研究中心北京100011 福建省信息处理与智能控制重点实验室(闽江学院)福建福州350121 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2020YJSJD06) 国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804307) 国家级大学生创新创业训练计划资助项目(201911413045) 北京高等学校高水平人才交叉培养“实培计划”毕业设计(创业类)资助项目(2019110750146) 福建省信息处理与智能控制重点实验室(闽江学院)开放基金资助项目(MJUKF-IPIC201905) 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2020年第48卷第7期

页      码：206-217页

摘      要：针对发生煤矿事故后的环境探测和紧急救援任务,研发和使用煤矿救援机器人是提高救援效率和降低救援危险系数的关键途径,而双目视觉技术是煤矿救援机器人获取事故现场信息和实现自主避障及路径规划的前提。首先,基于双目视觉技术的实现流程,介绍了视觉测距的数学原理,归纳了目前摄像机标定领域的代表性方法,包括传统标定方法、主动视觉标定方法和自标定方法。阐述了立体视觉匹配中全局匹配算法、局部匹配算法和亚全局匹配算法的最新研究成果,并比较了3类匹配算法的优缺点。然后,在对近年来煤矿救援机器人研究文献进行分析的基础上,研究了双目视觉技术在煤矿救援机器人中的应用和发展情况。指出双目视觉技术在煤矿救援机器人领域的研究范围主要涵盖立体视觉匹配算法、模式分类与识别、视觉测量与3维重建、组合测量与定位、视觉伺服控制和基于虚拟现实技术的视觉算法仿真等方面。最后,根据煤矿非结构化环境的高动态和强干扰特点,指出煤矿救援机器人现场应用的关键是解决运动模糊和镜头污染、超广角镜头的非线性大幅畸变、弱/零照度条件等技术难题;根据煤矿救援机器人双目视觉的大视场、高精度、自适应感知等要求,提出了包括多自由度测量、多传感器信息融合、基于主动视觉的自适应感知等未来发展建议。

主 题 词：煤矿救援机器人 双目视觉 摄像机标定 立体视觉匹配 应急救援 信息融合 主动视觉 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13199/j.cnki.cst.2020.07.021

馆 藏 号：203965271...