科创中国
煤矿矿用巡检机器人开发
发布时间:
2022-10-18
截止日期:2023-12-31
价格 20万
地区： 江苏省 常州市 武进区
需求方： 常州***公司
行业领域
高端装备制造产业
需求背景
我国是煤炭生产大国，近十年来煤炭产量占全球比重均在40%以上，2021年全国煤炭产量达***亿吨、同比增长***%，创历史新高。
我国煤炭开采工作环境多为井工煤矿，地质环境复杂，事故发生率较高。2021年，全国矿山安全生产形势持续稳定好转，全国矿山共发生事故356起、死亡503人，同比分别下降16%和***%，多年来煤矿安全问题深受国家安全生产管理部门的高度重视，因此在保障煤矿安全生产的各个环节中，对于井下生产情况的实时监测和安全巡检工作具有十分重要的意义。随着机器人制造和人工智能技术的发展，巡检机器人开始逐步替代人工巡检工作，也是未来煤矿智能化生产的必然趋势。
需解决的主要技术难题
随着机器人制造和人工智能技术的发展，巡检机器人开始逐步替代人工巡检工作，但煤矿矿用巡检机器人仍面临以下问题：
1、目前，市面上的煤矿工作面巡检机器人本体部分的主要功能仅为自主移动和信息采集，尤其是对于井下图像信息，仅支持视频画面采集和通信功能，对于视频数据的进一步的分析和预警还依赖于地上远程工作站的支持。这样的工作流程既影响安全监测预警的时效性，又增加了整个工作流程中的不确定性。
2、瓦斯如遇明火，即可燃烧，发生瓦斯爆炸，直接威胁着矿工的生命安全。因此，矿井工作对瓦斯十分重视，除去采取一些必要的安全措施外，有的矿工会提着一个装有金丝雀的鸟笼下到矿井，把鸟笼挂在工作区内。原来，金丝雀对瓦斯或其他毒气特别敏感，只要有非常淡薄的瓦斯产生，对人体还远不能有致命作用时，金丝雀就已经失去知觉而昏倒。矿工们察觉到这种情景后，可立即撤出矿井，避免伤亡事故的发生。但这种方法有很大的风险，如果在金丝雀晕倒后矿工没能及时发现，便严重威胁着矿工们的安全，且人们无法深入到矿井深处的未知地域进行预先的勘察，不利于人们后续的矿井工作。
期望实现的主要技术目标
开发适用与煤矿矿用的巡检机器人，实现以下目标：
1、可在机器人本体实现图像预处理和分析预警，且具备存储记忆功能；
2、巡检机器人本体内置可编程芯片FPGA、图像预处理算法和图像识别算法，可以模拟CPU、GPU等硬件的各种并行运算，检测煤矿工作面生产环境中可能存在的安全问题，可以独立完成图像处理、分析和预警功能，无需依赖地面工作站，使得井下安全巡检工作更加高效及时。
3、通过安装摄像头，对周边环境更好的观察，方便控制室内人们对矿井内情况的了解；
4、瓦斯传感器可方便人们对矿井内瓦斯浓度的检测，且当浓度达到预设值时，使报警器发出报警声，有效保障矿工的生命安全；
5、设置GPS定位器，方便人们对机器人位置的追踪，保障机器人在巡检过程中的安全性。
6、相较于已有的巡检机器人，该机器人体积更小，更加易于安装和井下工作。
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