摘要：多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于激光雷达的同步定位与地图构建方法难以满足多旋翼飞行器快速飞行的实时性要求。针对上述问题,研究了一种利用虚拟远程操控技术对煤矿井下多旋翼飞行器进行避障的控制方法。构建了煤矿井下巷道多旋翼飞行器虚拟远程操控系统,根据煤矿巷道初始信息在虚拟远程操控系统中建立虚拟巷道模型及全局导航地图,获得飞行器移动过程中已知的静态障碍物信息,建立已知的静态环境模型,减少多旋翼飞行器运动过程中对环境感知建模的任务量,提高虚拟远程操控的运行效率。在巡检过程中,多旋翼飞行器通过自身携带的传感设备检测移动方向的动态障碍物信息,虚拟远程操控系统将动态障碍物信息实时重建于初始虚拟巷道模型中,对虚拟环境状态进行实时更新,为飞行器局部避障控制提供可靠的环境依据;虚拟远程操控系统通过读取障碍物与飞行器的位置数据和移动速度信息,采用复合虚拟势场(CVFF)避障控制算法进行避障路径规划,如果检测到前方障碍物对飞行器移动产生较大威胁,远程操控人员可根据规划的避障路径对飞行器进行远程干预,实现了自主避障飞行和人为远程干预控制。为提高飞行器对动态障碍物的感知效率和精度,在虚拟势场(VFF)算法的基础上引入飞行器与障碍物、目标点之间的相对速度影响,提出了一种CVFF避障控制算法。从静态和动态障碍物避障路径2个方面对CVFF避障控制算法进行仿真验证,结果表明:静态情况下,相比VFF算法,CVFF避障控制算法在减少了迭代次数的同时,也缩短了飞行器的轨迹长度;动态情况下,飞行器成功避开了提前设定的2个动态障碍物,顺利到达设定目标点,验证了采用CVFF算法的煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法的有效性。

摘要：以煤矿井下安全巡检工作为研究对象,提出了几种安全巡检系统开发的关键技术,通过对实际巡检工作需求调查,设计了巡检系统的硬件部分和软件部分,并以WCF技术为依托实现了矿井安全巡检系统各项功能。该系统避免了传统的巡检人员手工录入信息的缺陷,利用PDA客户端采集,运用无线或有线网络传输的方式完成了整个巡检工作及数据分析。为煤矿企业今后的安全巡检工作提供了稳定、可靠的检测工具,同时也成为了煤矿企业信息化发展的重要参考依据。

摘要：针对煤矿安全巡检工作中存在假检和漏检现象、人员巡检缺乏有效监督和规范以及检测数据不能实时传输等问题,山东省邱集煤矿有限公司(以下简称“邱集煤矿”)结合自身实际业务,在详细分析各类安全巡检人员职责、工作任务、工作流程和矿级安全管理程序的基础上,借助移动互联网,应用物联网、身份识别、数据分析与挖掘等新兴科学技术,研究开发了基于物联网的煤矿智能巡检系统。阐述了该系统的总体功能架构,并对该系统的功能设计以及应用的关键技术进行了详细说明。2022年10月该系统在邱集煤矿进行了实际应用。结果表明,煤矿智能巡检系统能够直观展示巡检进度及数据,有效规范了安全巡检人员的业务操作,解决了漏检、假检问题,提高了巡检数据利用率并可及时发现事故隐患并报警,可有效避免安全事故发生。