基于光信标的井下视觉精确定位方法
刘毅
王可翔
程浩
李长鑫
胡成玺
赵莉莉
中国矿业大学(北京)人工智能学院,北京 100083
摘要：煤矿井下UWB定位技术受多径效应、定位分站部署稀疏及通信线缆依赖性的限制,存在定位稳定性差、精度不高和灾害场景下通信易中断等问题,不能满足井下无人驾驶车辆、机器人、自动采掘设备等智能移动装备的自主导航定位需求.针对上述问题,提出了一种基于光信标的井下视觉精确定位方法.在巷道两侧成对部署光信标组,光信标周期性发送包含唯一编码的光信号;利用智能移动装备搭载的相机采集包含光信标组的图像;通过解析图像中的光信号得到唯一编码,并根据唯一编码查询光信标的已知坐标;基于光信标在图像中的像素位置及实际坐标,计算得到智能移动装备与光信标之间的距离,并采用透视n点(PnP)算法求解得到智能移动装备的三维坐标和姿态.在限定空间和巷道中进行了定位实验,结果表明,该方法可实现定位误差小于 0.15 m的三维精确定位和欧拉角误差小于 7°的高精度姿态感知,优于UWB定位精度.与UWB定位相比,该方法无需无线通信网络支持,可完全通过机器视觉实现井下三维定位和姿态感知,特别适合在采掘工作面等电磁环境复杂且定位精度要求高的区域应用.
关键词：井下精确定位视觉定位自主导航光信标三维定位姿态感知PnP算法
分类号：TD67(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(52364017)国家自然科学基金(52374165)
论文发表日期：2025-07-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 135-141 )
英文信息