JournalofIntelligentMine2023年第1期6320231杂志官网：www.chinamai.org.cnJournalofIntelligentMine2023年第1期煤矿井下掘进巷道的支护大多是在掘进机截割一个断面后，再由工人打钻进行“锚、网、喷”作业，工人劳动强度大，且支护过程中存在顶板岩石冒落、砸伤等危险，以及粉尘、噪声、潮湿等环境带来的职业病危害。虽然掘锚一体机已在煤矿中应用，但现有锚杆机均为两轴作业，存在适应性较差、不灵活、不能自动寻孔、自动送装锚固剂、锚杆、锚盘，不能自动紧固螺帽等问题，在实际巷道掘进支护过程中，无法完全摆脱人员的参与和实现无人化作业。因此，以智能掘进机机器人为基础，开发自动支护机器人，自动完成挂网、自主寻孔钻进顶锚帮锚、彻底解放工人在掘进工作面的工作是掘进支护未来发展方向和迫切需求。巷道掘进和支护期间，存在粉尘浓度大、光照不足等不利因素，给钻机寻孔定位带来了诸多不便。笔者提出基于3D视觉的支护机器人钻机定位技术，通过计算机视觉、深度学习、迁移学习和路径规划等核心技术，通过3D智能相机能够快速构建立体视觉，利用双目立体匹配计算，可实时得到目标钻孔深度信息和三维模型。钻机定位对象及需求锚网支护是常见的支护方式，具有作业速度快、工艺繁琐等特点，施工过程中要求各个工序的作业精准、配合流畅，否则会影响整个支护的质量和效率，支护作业流程如图1所示。支护作业过程中，待完成钢带作业接顶后，钻机钻头需要穿过钢带孔进行钻孔作业，因此需要对钢带孔进行精准定位；但井下粉尘、油雾、污基于3D视觉的煤矿支护机器人钻孔定位技术宋国栋寇哲源王刚徐志明水、昏暗等恶劣作业环境对定位系统有严峻的考验，给准确定位增加了困难。常见的支护材料如图2所示。钢带常见孔径尺寸为40mm×60mm/30mm×70mm，视觉系统应能够适应井下粉尘、油雾、污水、昏暗等恶劣作业环境，需要在复杂背景、复杂光线、镜头污染、抖动、不同角度情况下识别精度达到1mm内。由于钢带和锚网所处环境背景复杂、光线不足，对定位识别技术提出了更高的要求，而3D视觉技术是解决定位识别技术对煤矿环境及材料的适应性、可靠性的有效手段，能够实现对钢带孔的实时精准定位并配合支护机器人控制系统协调作业。图1支护作业流程64IntelligentDemonstrationMines智能示范矿井专题报道：永磁及机器人产业创新孵化实践与煤矿机器人应用SpecialReport支护机器人整体构成将现有工业机器人技术引入煤矿井下，可加装在各种型号的掘进机上，在临时支护...
