2025年中國礦用機器人行業(yè)技術現(xiàn)狀 未來將突破關鍵技術瓶頸，以提升礦山安全水平和功效【組圖】

行業(yè)主要上市公司：中信重工(601608);鐵建重工(688425);科達自控(831832);山河智能(002097);天瑪智控(688570);科達自控(831832);電光科技(002730);北方股份(600262);鄭煤機(601717)等

本文核心數(shù)據(jù)：技術現(xiàn)狀;重點技術;開發(fā)流程;導航技術;路徑規(guī)劃技術;多傳感技術;

礦用機器人行業(yè)技術發(fā)展現(xiàn)狀

——礦用機器人主要技術困境

從目前國內(nèi)礦山智能機器人的定位來看，礦用機器人的使用是在固定崗位和智能巡檢、開采、運輸、救援等環(huán)節(jié)釋放大量勞動力，以期實現(xiàn)提高礦山安全水平和工效。而在實現(xiàn)礦山智能化和礦山智能機器人化的過程中，應用場景不明確是制約礦用機器人發(fā)展的主要因素，需要持續(xù)擴展礦用機器人場景應用。現(xiàn)有礦山智能機器人產(chǎn)品尚不能完全滿足用戶智能化需求，主要表現(xiàn)在人機交互功能、智能感知、智能決策等關鍵核心技術是礦山智能機器人發(fā)展的主要瓶頸，同時核心算法和專利等基礎性知識產(chǎn)權研發(fā)投入依然不足，制約礦山智能機器人產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

——礦用機器人重點技術方向

未來，芯片技術發(fā)展方向?qū)⒓訌姮F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片技術、機器學習技術、神經(jīng)網(wǎng)絡和雙目視覺技術、數(shù)字孿生技術等。防爆電控機械臂的機動和故障檢測能力將進一步提升;輕量化防爆大容量電池將加強質(zhì)量控制和可靠性測試，并針對惡劣環(huán)境開發(fā)出更多種類的產(chǎn)品;ROS系統(tǒng)更加注重分布式設計以支持礦用機器人的協(xié)同工作。其他技術發(fā)展方向如下：

——礦用機器人設計開發(fā)流程

礦用機器人研發(fā)流程一般從需求分析和產(chǎn)品定義到控制柜設計共分為六步，完成后進行樣品試產(chǎn)并找出問題改進，最后確認樣品無誤后制作出可執(zhí)行的生產(chǎn)工藝和品質(zhì)要求文件，再交由采購中心采購原材料，再由生產(chǎn)部門進行批量生產(chǎn)成品。

礦用機器人關鍵技術分析

——導航技術

導航技術是煤礦機器人的一項核心技術之一。它是指移動的機器人通過傳感器感知環(huán)境信息和自身狀態(tài)，實現(xiàn)在有障礙的環(huán)境中面向目標的自主運動。目前，煤礦機器人主要的導航方式包括：磁導航、慣性導航、GPS導航、環(huán)境地圖模型匹配導航，路標導航、視覺導航、味道導航、聲音導航、神經(jīng)網(wǎng)絡導航等。

——路徑規(guī)劃技術

路徑規(guī)劃是按照某一性能指標搜索一條從起點到目標點的最優(yōu)或次最優(yōu)的無碰路徑。機器人路徑規(guī)劃的研究始于20世紀70年代，目前國內(nèi)外對這一問題的研究仍然十分活躍。根據(jù)環(huán)境信息掌握程度，路徑規(guī)劃可分為：環(huán)境信息完全已知的全局路徑規(guī)劃;環(huán)境信息不完全或未知的基于傳感器的局部路徑規(guī)劃。

——多傳感器融合技術

多傳感器信息融合技術是煤礦機器人的關鍵技術之一，它的研究始于20世紀80年代。信息融合是指將多個傳感器所提供的環(huán)境信息進行集成處理，形成對外部環(huán)境的統(tǒng)一表示。它融合了信息的互補性，信息的冗余性，信息的實時性和信息的低成本性。因而能比較完整地，精確地反映環(huán)境特征，從而做出正確的判斷和決策，保證了機器人系統(tǒng)快速性，準確性和穩(wěn)定性。

目前煤礦機器人的多傳感器融合技術的研究方法主要有：加權平均法，卡爾漫濾波，貝葉斯估計，D-S證據(jù)理論推理，產(chǎn)生規(guī)則，模糊邏輯，人工神經(jīng)網(wǎng)絡等。在實際應用中應根據(jù)實際情況選擇合適的融合方法，這樣才能體現(xiàn)多傳感器信息融合方法的優(yōu)越性。

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