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题名矿山钻孔救援探测机器人研究进展
被引量：12
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作者
马宏伟
马琨
田海波
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机构
西安科技大学机械工程学院
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2019年第2期24-29,共6页
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基金
陕西省科技统筹创新工程计划项目(2013KTCL01-02)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2015JM5235)
陕西省教育厅科学研究计划服务地方专项项目(16JF019)
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文摘
分析了国内外钻孔救援技术、煤矿救援探测机器人及矿山钻孔救援探测机器人的研究现状,指出将煤矿救援探测机器人和管道机器人的研究成果与矿山钻孔救援的探测需求相结合,可以研制出满足要求的矿山钻孔救援探测机器人,提高井下灾后救援的成功率。从移动机构、导航、定位和路径规划、传感探测、通信和控制方式、能源供给、防爆性能等方面分析了矿山钻孔救援探测机器人的关键技术及其发展趋势,指出应围绕机器人的通过性、可靠性、轻量化、智能化等目标,在移动机构、能源供给和防爆性能等方面进行创新设计,提高传感检测范围和精度,研究未知、非结构化环境中的导航、定位及控制的智能算法,提高机器人的环境适应性。
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关键词
矿山钻孔救援
煤矿救援探测机器人
矿山钻孔救援探测机器人
移动机构
导航定位
路径规划
传感探测
通信
能源供给
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Keywords
mine drilling rescue
coal mine rescue detection robot
mine drilling rescue detection robot
mobile mechanism
navigation and location
path planning
sensing and detection
communication
energy supply
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分类号
TD774
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名面向钻孔救援的超宽带雷达技术研究现状与方向
被引量：7
- 2
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作者
郑学召
孙梓峪
张嬿妮
张铎
徐承宇
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
国家矿山救援西安研究中心
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2021年第8期20-26,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(52174197,51674191,51904234)。
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文摘
针对目前基于视音频的钻孔生命信息识别技术在矿山救援过程中所面临的视频遇障失效和声波衰减速度快的问题,研究了能穿透煤岩体、砖墙等障碍物进行非接触式测量,实现生命信息识别的超宽带(UWB)雷达技术。从UWB电磁波的传输衰减特性、杂波的滤除与优化、目标生命识别方法3个方面分析了UWB雷达技术在矿山钻孔救援中应用的现状和存在的问题:①UWB电磁波可对障碍物后人员生命信息进行识别与定位,其衰减与电场强度、磁场强度、频率和介质有关,但目前针对UWB电磁波传输衰减特性的研究缺乏对不同温度、探测频率、变质程度下各种煤岩体与UWB电磁波传输衰减之间的关系研究,对UWB电磁波的频率、入射角、极化形式等关键参数及变化特征与UWB电磁波衰减的关系研究较少。②采用经验模态分解法、MUSIC算法等方法可以对UWB电磁波中的杂波进行滤除,但缺乏对杂波滤除后有效波特征和信息的准确提取和科学表征,难以提高生命信息特征提取与识别的速度与精度。③UWB电磁波可以实现对障碍物后多目标人员生命体征如呼吸或心跳的捕捉,采用多雷达观测点可以提高低信噪比环境下生命信息探测的准确性,但目前的研究缺乏对呼吸、心跳、胸腔起伏、体温等多方位、多角度的系统识别与量化分析,缺乏对生命信息识别模型的优化方法。针对存在的问题,指出了UWB雷达技术在矿山钻孔救援应用中的研究方向:①研究不同条件下各煤岩体自身性质和电磁波相关参数对UWB电磁波在煤岩体中传输衰减的影响,得出其传输衰减规律。②研究适用于矿井环境下杂波的滤除优化与回波特征提取算法,利用回波中的有效特征建立学习样本数据库。③构建适用于矿井环境的人员生命信息识别模型,结合样本数据库对模型不断优化,以提高生命信息识别的精度和速度。
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关键词
矿山钻孔救援
钻孔垂直救援
超宽带雷达
生命信息识别
UWB电磁波传输衰减
杂波滤除
UWB
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Keywords
mine borehole rescue
borehole vertical rescue
ultra-wide band radar
life information identification
UWB electromagnetic wave transmission attenuation
clutter filtering
UWB
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分类号
TD77
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名矿山钻孔救援多源信息探测技术研究与应用
被引量：6
- 3
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作者
郑学召
孙梓峪
郭军
张铎
陈刚
何芹健
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
国家矿山救援西安研究中心
西安科技大学信息网络中心
淄矿集团矿山救护大队正通中队
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期94-102,共9页
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基金
国家重点研发计划课题(2018YFC0808201)
国家自然科学基金项目(52174197)。
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文摘
矿山钻孔救援是一种新型救援技术,在其救援过程中为快速准确获取钻孔通道信息、被困人员位置距离、灾区气体环境特征,实现井下被困人员与井上救援指挥人员的双向视音频通信,采用多源信息融合、双码流网络视频服务、边缘计算、本安型电路控制及超宽带雷达等技术方法进行理论攻关和技术研发,提出2个关键技术:灾区多种传感器数据实时采集与传输技术、隐蔽空间生命信息探测技术,前者能够实现钻孔救援过程中多源信息的实时探测与呈递,而后者能够实现障碍物后的人员生命信息探测和定位。在此基础上进行样机试制和现场试验,研发出矿山钻孔救援多源信息探测系列设备:大容量便携式本安电源、超宽带雷达探测系统(可穿透障碍物探测生命)、钻孔救援多源信息(视音频、温度、气体环境参数)探测系统,运用该套设备参与山东平邑石膏矿、山东笏山金矿事故救援,均成功探测到被困人员,检测了钻孔通道信息和井下环境信息;在新疆丰源救援事故中对井下涌水、气体环境进行了实时监测,避免了救援人员的二次伤亡。系统包括潜水、视音频环境监测钻孔探测器、基于双绞线的钻孔通信线轮盘、系统监测终端。成果的研发与应用能够为长距离钻孔内多源信息探测提供一定的装备支撑和技术借鉴。
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关键词
矿山钻孔救援
钻孔通道
多源信息探测
灾区环境特征
生命信息探测
超宽带雷达
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Keywords
drilling rescue of mine
drilling channel
multi-source information detection
environmental characteristic of disaster area
life information detection
ultra-wideband(UWB)radar
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分类号
TD77
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名矿山钻孔救援探测机器人设计
被引量：11
- 4
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作者
马宏伟
姚阳
赵昊
梁林
马琨
田海波
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机构
西安科技大学机械工程学院
陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2019年第9期1-6,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(50674075)
陕西省科技统筹创新工程计划项目(2013KTCL01-02)
陕西省教育厅专项科研计划项目(18JK0504)
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文摘
基于矿山钻孔救援探测需求,针对现有探测机器人信息探测范围窄、探测距离较短、功能单一、无越障能力等问题,设计了一种矿山钻孔救援探测机器人。该机器人能够通过Φ225mm救援钻孔到达煤矿井下,利用携带的传感器和摄像头获取灾变区域的环境信息和被困人员信息,并将信息实时传到地面;以NImyRIO作为控制核心,采用LabVIEW图形化编程构建控制系统,利用有线通信方式实现机器人在灾变区域内的数据远程控制。试验结果表明:该机器人运动性能良好,具有体积小、质量轻、越障能力强等特点,可顺利通过救援孔,能够对井下环境信息进行实时检测和传输,为地面救援指挥中心决策提供了第一手资料。
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关键词
矿山钻孔救援探测机器人
救援钻孔
小管径有线式小型履带式机器人
绳索牵引
自主行走
越障能力
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Keywords
mine drilling rescue and detection robot
rescue borehole
small diameter wired crawler robot
cable traction
autonomous walking
obstacle capability
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分类号
TD77
[矿业工程—矿井通风与安全]
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