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无线传感器网络技术在煤矿救援机器人的应用研究
2025年
煤矿救援工作一直被视为一项危险的任务。爆炸发生后,当救援人员在没有环境条件感知的情况下进入巷道时,随时面临着再次发生爆炸的风险,因此通过无线传感器对矿井环境中有毒气体进行远程检测。设计了一种基于无线传感器网络的自适应煤矿救援机器人,由带有监测功能的传感器和控制机构组成,通过可靠的无线通信实时传输监测到的环境数据。该救援机器人可以引导救援人员在远程规划救援行动,减少煤矿灾害造成的损失,同时进行高效的救援行动。
刘国鹏
关键词:煤矿救援机器人无线传感器
一种煤矿救援用生命探测仪
本申请公开了一种煤矿救援用生命探测仪,其包括:探测杆,探测杆由握把、伸缩杆、金属软管和无线检测探头拼接组成,其中,伸缩杆转动安装在握把的一端,并且,伸缩杆包括两个伸缩外杆,两个伸缩外杆之间设置有伸缩内杆,伸缩内杆的两端分...
王晨陈烨威
一种煤矿救援钻机装载车
本实用新型涉及救援钻机技术领域,特别涉及一种煤矿救援钻机装载车<Sub>。</Sub>一种煤矿救援钻机装载车,包括救援钻机装载车的车架和拖链固定机构,所述车架具有沿其长度方向的纵向中心轴线,所述拖链固定机构可在转出状态和...
邓斌陈力黄柱安陈晓文周杨
煤矿救援机器人路径规划研究
2024年
针对煤矿救援机器人采用双向A*算法存在搜索效率低、路径安全性和平滑性差,及动态窗口法(DWA)融合全局路径规划算法存在实时寻路效率低等问题,提出了一种基于分层平滑优化双向A*引导DWA(HSTA*−G−DWA)算法的煤矿救援机器人路径规划方法。首先,将碰撞约束函数的调整机制引入双向A*算法中,以提高路径规划的安全性。其次,在双向A*算法的代价函数中增加归正因子函数,防止正反向搜索路径不相交的情况,同时为预估代价函数增加动态加权因子函数以剔除路径搜索过程中无关扩展节点的搜索,从而提升路径搜索效率。然后,利用分层平滑优化策略消除路径中的冗余点和转折角,以减少节点数量和路径长度,并提高路径平滑性。最后,若煤矿救援机器人按照初始全局路径行驶过程中探测到未知障碍物,则利用全局路径引导DWA实现局部动态避障。仿真实验结果表明:①静态环境下HSTA*−G−DWA算法路径搜索时间较传统A*算法和双向A*算法分别平均减少了81.82%和64.63%,路径的安全性和平滑性更好。②未知环境下HSTA*−G−DWA算法可实时避开环境中出现的未知障碍物,路径长度较快速扩展随机树(RRT)算法、改进A*算法和现有融合算法分别减少了10.34%,14.28%和2.45%,路径搜索时间较现有融合算法平均减少了70.48%。实验室环境下实验结果表明:①静态环境下,HSTA*−G−DWA算法路径搜索时间较传统A*算法平均减少了58.75%,机器人边缘距障碍物的最小距离平均增加了0.71 m。②未知环境下,相比于传统A*算法,HSTA*−G−DWA算法可实时避开环境中出现的未知障碍物且路径的平滑性更好。
朱洪波殷宏亮
关键词:煤矿救援机器人路径规划动态避障
基于粒子群算法的煤矿救援机器人路径规划
2024年
针对煤矿救援机器人在井下巷道中进行搜救时,存在搜索效率低且易发生剐蹭的问题,选择煤矿救援机器人为研究对象,提出了一种基于智能仿生算法的路径规划解决方案,通过仿真实验开展井下路径规划研究,分析路径规划算法在井下应用面临的问题;简述路径规划算法的分类和使用场景,比对分析算法的优缺点;分别选择采用PSO粒子群算法、GWO灰狼算法和GA遗传算法作为煤矿救援机器人路径规划的基本算法,并对算法原理进行简要分析。为验证三种算法路径规划的优劣,进行MATLAB仿真实验,构建三张不同障碍物地图来模仿机器人在复杂路径下的行驶路线。结果表明:PSO算法最短路径相较GWO算法和GA算法分别下降了7.05%和2.85%。粒子群算法在稳定性、路径规划精度方面更高,满足井下救援需求。
钟本源张楠魏少雄
关键词:煤矿救援机器人路径规划粒子群算法
基于改进A*和势场法的轮式煤矿救援机器人路径规划被引量:1
2024年
煤矿救援机器人在非结构化井下巷道环境中执行搜救任务,传统的路径规划算法用于搜索空间较大或者复杂度较高的非结构化环境时,可能会面临效率低、非最优路径和平滑度较差等问题;此外,巷道存在复杂的交叉口等环境特征,机器人在该区域容易偏离预设路线或与路口壁面发生剐蹭。为了克服这些问题并提高机器人的导航精度,提出了针对轮式煤矿救援机器人的路径规划算法改进方案:①改进启发式全局路径规划A*算法,通过分层邻域搜索与剪枝的方法改进邻域搜索方式,优化代价函数以更好地平衡实际代价和启发式代价的影响,更准确地评估每个节点的代价,使其适应实际情况且缩减了计算量,并利用B样条方法对路径进行平滑处理;②利用随机样本一致算法(RANSAC)构建煤矿巷道壁面的几何模型,以便提取交叉路口特征点坐标纳入规划系统,利用B样条曲线基函数的局部支撑性优化路径,当后续添加路径优化点时,仅影响相应区间的曲线形状,对路径的其余部分不产生影响;③根据构建的环境几何模型和提取的特征点建立综合局部势场,引入调整系数优化势场分布,并使用粒子群算法(PSO)优化的PID算法实现运动控制,增强机器人针对巷道交叉口等复杂环境通行的适应能力。通过MATLAB和机器人操作系统(ROS)仿真验证了算法原理与应用的可行性,结果表明该方法可以实现在复杂交叉环境中路径规划、自主行驶等功能。
王宏伟王宏伟梁威姚林虎李永安
关键词:煤矿救援机器人路径规划PID控制算法
煤矿救援机器人轮履复合行走机构研究
李洋
煤矿救援决策指挥技术分析被引量:1
2024年
煤矿生产中,瓦斯爆炸、火灾和水灾等安全事故随时可能发生,不仅会对设备造成损害,还会影响煤矿正常生产。如何在煤矿安全事故发生后进行有效救援,是关系煤矿生存与发展的重要问题。本文主要分析煤矿救援决策指挥技术以及大数据技术在煤矿安全生产中的应用。
赵书海
关键词:煤矿救援大数据物联网
基于SLAM的煤矿救援机器人路径规划研究
在灾难现场使用煤矿救援机器人,能够有效地获取关键信息,如地下通道的破坏情况和受困人员的确切位置。这对于提高救援行动的效率、抓住最佳救援时机以及降低救援人员再次受伤的风险至关重要。然而,由于煤矿环境的特殊性,救援机器人在这...
袁泉
关键词:救援机器人SLAM路径规划
煤矿救援多机器人自主探索系统研究
吴体昊

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马宏伟
作品数:497被引量:1,758H指数:22
供职机构:西安科技大学
研究主题:机器人 煤矿 采煤机 超声检测 截割
王川伟
作品数:167被引量:411H指数:12
供职机构:西安科技大学
研究主题:机器人 锚网 履带 煤矿 临时支护
朱华
作品数:360被引量:1,484H指数:20
供职机构:中国矿业大学机电工程学院
研究主题:机器人 履带 分形 表面织构 移动机器人
薛旭升
作品数:170被引量:471H指数:15
供职机构:西安科技大学机械工程学院
研究主题:机器人 煤矿 锚网 煤矿巷道 锚杆
魏娟
作品数:82被引量:286H指数:10
供职机构:西安科技大学机械工程学院
研究主题:机器人 煤矿救援 应急救援 救援机器人 煤矿井