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工矿自动化2024年第10期:SLAM技术及其在矿山无人驾驶领域的研究现状与发展趋势

来源:期刊VIP网 时间:


作者:崔邵云;鲍久圣;胡德平;袁晓明;张可琨;阴妍;王茂森;朱晨钟;

单位:中国矿业大学机电工程学院;徐州徐工重型车辆有限公司;中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;

摘要:无人驾驶是矿山智能化关键技术之一,其中即时定位与地图构建(SLAM)技术是实现无人驾驶的关键环节。为推动SLAM技术在矿山无人驾驶领域的发展,对SLAM技术原理、成熟地面SLAM方案、现阶段矿山SLAM研究现状、未来矿山SLAM发展趋势进行了探讨。根据SLAM技术所使用的传感器,从视觉、激光及多传感器融合3个方面分析了各自的技术原理及相应框架,指出视觉和激光SLAM技术通过单一相机或激光雷达实现,存在易受环境干扰、无法适应复杂环境等缺点,多传感器融合SLAM是目前最佳的解决方法。探究了目前矿山SLAM技术的研究现状,分析了视觉、激光、多传感器融合3种SLAM技术在井工煤矿、露天矿山的适用性与研究价值,指出多传感器融合SLAM是井工煤矿领域的最佳方案,SLAM技术在露天矿山领域研究价值不高。基于现阶段井下SLAM技术存在的难点(随时间及活动范围积累误差、各类场景引起的不良影响、各类传感器无法满足高精度SLAM算法的硬件要求),提出矿山无人驾驶领域SLAM技术未来应向多传感器融合、固态化、智能化方向发展。

关键词:矿山智能化;无人驾驶;即时定位与地图构建;多传感器融合SLAM;视觉SLAM;激光雷达SLAM

基金资助:江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2023035); 煤矿采掘机械装备国家工程实验室开放课题项目(GCZX-2023-01); 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)