第十四屆研電賽(懸臂式掘進(jìn)機(jī)虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng))

懸臂式掘進(jìn)機(jī)虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示研究背景與意義行業(yè)現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀國際能源署(IEA)和中國工程院預(yù)測，2030年中國煤炭需求占全球煤炭消費(fèi)比重仍在50%左右，煤炭仍是我國未來一段時間的主體能源。目前國內(nèi)有5000~6000臺掘進(jìn)機(jī)在井下服役，在掘進(jìn)工作面工作的工人大約有十萬人，惡劣的工作面環(huán)境對工人的健康甚至是生命造成嚴(yán)重威脅。井工煤礦約有1.05萬處，有

300多萬名礦工在井下惡劣、危險環(huán)境下從事煤炭開采作業(yè)。為到達(dá)國家安監(jiān)總局提出的“機(jī)械化換人、自動化減人”的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)井下少人、無人，保證煤礦生產(chǎn)安全，提高巷道掘進(jìn)質(zhì)量，懸臂式掘進(jìn)機(jī)將朝著自主定位、遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障智能診斷、智能截割發(fā)展。作品創(chuàng)新點(diǎn)主要創(chuàng)新ABC利用虛擬仿真技術(shù)、智能檢測與控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)環(huán)境動態(tài)重建技術(shù)通過捷聯(lián)慣導(dǎo)+視覺傳感器來實(shí)現(xiàn)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的精確定位實(shí)現(xiàn)環(huán)境實(shí)時重建以及遠(yuǎn)程虛擬操控研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示總體方案設(shè)計系統(tǒng)總體方案圖遠(yuǎn)程客戶端本地服務(wù)器PLC虛擬控制狀態(tài)反饋控制指令虛擬工作面工作面掘進(jìn)機(jī)操控界面虛擬狀態(tài)顯示狀態(tài)信息反饋狀態(tài)反饋TCP/IP協(xié)議控制指令關(guān)鍵技術(shù)介紹研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹系統(tǒng)組成煤礦掘進(jìn)機(jī)器人虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹掘進(jìn)機(jī)器人控制模型掘進(jìn)機(jī)截割臂坐標(biāo)系分布圖研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹掘進(jìn)機(jī)視覺測量方案視覺測量方案研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹圖像特征點(diǎn)提取-標(biāo)靶設(shè)計（a）

（b）標(biāo)靶圖掘進(jìn)機(jī)是在低照度、粉塵大、有落石的環(huán)境下工作，因此本系統(tǒng)采用點(diǎn)狀紅外光源作為特征點(diǎn)，在攝像機(jī)上加濾光鏡來簡化圖像處理的過程，針對遮擋的情況，采用多特征點(diǎn)的方法，通過直線擬合計算頂點(diǎn)坐標(biāo)。研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹多傳感器信息融合利用的傳感器包括捷聯(lián)慣導(dǎo)、超聲波測距傳感器、視覺測量傳感器。多傳感器信息融合計算得到機(jī)身及截割頭位姿捷聯(lián)慣導(dǎo)超聲波傳感器研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)MYSQL數(shù)據(jù)庫MYSQL數(shù)據(jù)庫MYSQL數(shù)據(jù)庫MYSQL數(shù)據(jù)庫研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹虛擬綜掘工作面建立研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示關(guān)鍵技術(shù)介紹虛擬掘進(jìn)機(jī)的控制截割部液壓仿真回轉(zhuǎn)部液壓仿真作品展示研究背景與意義作品創(chuàng)新點(diǎn)總體方案設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)介紹作品展示作品展示虛擬掘進(jìn)機(jī)動作真實(shí)掘進(jìn)