融合语义路标的煤矿井下多传感器建图与定位方法
李小波
杨奉豪
高铭阳
黄昌鑫
刘奎
煤矿灾害防控全国重点实验室,重庆 400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039
摘要：同步定位与建图(SLAM)是实现矿用机器人自主导航的关键技术,受煤矿井下环境特征稀疏、重复度高等影响,存在定位误差累计显著、重定位耗时长等问题.针对该问题,提出了一种融合语义路标的煤矿井下多传感器建图与定位方法:通过系统融合视觉里程计、惯导里程计与激光里程计的观测信息,构建紧耦合的多传感器融合里程计系统,提升特征缺失环境下定位的鲁棒性;定义适用于井下环境的语义路标,通过建立巷道结构特征与路标编码信息的映射关系,构建包含空间几何特征和自定义语义标签的融合语义路标地图,以解决因巷道特征重复性高而导致的重定位效率低和特征误匹配问题;利用语义路标实时修正里程计累计误差,实现机器人位姿动态校正.基于冲尘机器人平台开展地面隧道环境下试验和井下工业性试验,结果表明:该方法在地面隧道中的建图误差平均值为0.020 m,静态定位误差最大值为0.035 m,动态定位绝对位姿误差最大值为0.153 m,平均重定位时间为3.3 s;在井下巷道中可构建2400m全局地图,百米地图平均误差为0.038 m,可实现机器人自主导航.
关键词：矿用机器人机器人自主导航同步定位与建图语义路标重定位
分类号：TD67(矿山电工)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFB4703600)中煤科工集团重庆研究院有限公司自立科研开发项目(2023ZDZX04)中煤科工集团重庆研究院有限公司自立科研开发项目(2025YBXM58)中煤科工集团重庆研究院有限公司自立科研开发项目(2025YBXM59)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-04-07（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 16-24 )
英文信息