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尾矿库排洪隧洞自动巡检清障机器人

发布时间:2026-05-11

主要完成人:郑宇 所属单位:江西省应急管理科学研究院

面向尾矿库排洪隧洞“低光照、高湿度、狭长退化、淤积堵塞频发、人工巡检风险高”等运维难题,研制履带式自动巡检清障机器人,集远程可视化巡检、隐患智能识别、三维点云建模与变形对比分析、主动清障于一体,形成“感知—分析—处置”闭环。系统以Jetson Orin Nano为算力核心,融合多线激光雷达、双目深度相机、IMU等多源传感器,基于ROS实现目标检测、自主建图导航、远程操控、数据记录与巡检报表自动生成,为尾矿库排洪隧洞运维提供可复制、可推广的智能化手段。

适用范围:

(1)隧洞退化与尘雾重尾噪声条件下的重复定位一致性:面向隧洞“长直走廊特征退化+粉尘/雾气重尾噪声”导致的航向/横向漂移与对齐失败问题,自主构建基于因子图的 LIO-SAM-Tunnel 稳健估计模块。通过尘雾感知预滤波(DAF)抑制离群点、自适应关键帧策略(AKS)降低累积误差、走廊轴向因子(CAF)引入结构先验约束漂移,并以重力/标高漂移夹持(GEDC)稳定姿态与高度,显著提升重复定位一致性与多时相点云对齐稳定性,为三维建模与变形对比提供可靠底座。 (2)低光隐患实时精准识别(AEN-YOLO):针对隧洞低照度、弱纹理与复杂背景下裂缝与堵塞物易漏检、误检的问题,提出端到端低光目标检测框架 AEN-YOLO。框架以轻量级自适应增强网络(AEN)提升目标可见性,并引入检测器感知知识蒸馏(DAKD)实现“增强—检测”协同优化,在边缘端实现裂缝、碎石、淤泥、枝叶等目标的高精度、低时延检测,支撑巡检过程中的在线告警与决策。 (3)主动清障一体化平台:面向隧洞狭窄湿滑、淤积堵塞频发的作业需求,采用履带式底盘与不锈钢电动升降铲斗清障机构一体化设计,实现“可进入、可通行、可清除”的作业闭环。平台支持远程/自主双模式作业,具备50kg载重、150mm离地间隙、100mm越障能力与0–3.6km/h可控速,满足-20℃~60℃环境适应性,确保在高湿、粉尘与低光条件下稳定运行并完成碎石、淤泥、枝叶等堵塞物的主动处置。

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