基于激光雷达的煤矿井底车场地图融合构建方法研究
薛光辉1
李瑞雪2
张钲昊2
刘爽2
魏金波2
1.中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院,北京 100083;煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京) 智慧矿山与机器人研究院,北京 1000832.中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院,北京 100083
摘要：煤矿智能化是煤炭行业高质量发展的技术支撑,关键岗位的机器人替代是实现煤炭少人化、无人化的高效开采的发展趋势.即时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是煤矿机器人自主移动与导航的关键技术之一.煤矿井下为典型非结构化环境,空间狭长局促,结构复杂多变,照明情况不均匀,对煤矿井下SLAM提出了严峻挑战.总结了煤矿井下地图构建研究现状,针对LeGO-LOAM算法的回环检测仍存在的不足,利用SegMatch算法改进LeGO-LOAM的回环检测模块,且使用ICP算法进行全局图优化,提出了一种融合LeGO-LOAM和SegMatch的改进算法,阐述了该算法的原理和实现步骤;开展了煤矿井下模拟场景试验,对比分析改进前后SLAM算法的建图效果以及精度,试验结果表明改进算法构建的地图回环效果更好,估计轨迹更平滑、精确;结合导航需求研究了二维占据栅格地图的构建方法,试验验证了该方法所构建的栅格地图精度,结果表明有效滤除动态障碍物等离群噪点后的栅格地图具有 0.01 m的建图精度,且所需存储空间较点云地图降低了 3个数量级.研究成果有助于煤矿井下非结构环境下SLAM和煤矿机器人实时定位和自主移动.
关键词：煤矿井下即时定位与地图构建LeGO-LOAMSegMatch占据栅格地图非结构化环境
分类号：TD171(矿山地质与测量)TP242.6(自动化技术及设备)
资助基金：国家自然科学基金(51874308)国家自然科学基金(61673385)
论文发表日期：2023-08-25
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：9( 219-227 )
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