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申请/专利权人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;山西天地煤机装备有限公司;煤炭科学研究总院

摘要：本发明属于煤矿井下锚护施工技术领域，具体是一种基于激光扫描仪的锚护机械臂避障系统及方法，包括S1、通过激光扫描仪分别采集巷道顶板和左右侧板云点信息；S2、对巷道顶板和左右侧板的云点分别进行平面拟合，分别找到巷道顶板和左右侧板的障碍物云点集；S3、建立锚护机器人机械臂关系坐标系，将巷道顶板和左右侧板的障碍物云点集内的障碍物云点进行坐标转化，转化到锚护机器人坐标系；S4、利用RRT算法计算机械臂末端的工作路径；S5、根据工作路径，控制钻臂完成锚护作业。本发明适用于光照条件不充分的矿井巷道环境，提高了路径规划的准确性。

主权项：1.一种基于激光扫描仪的锚护机械臂避障方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将锚护机器人移动到支护作业位置，通过激光扫描仪分别采集巷道顶板和左右侧板云点信息；S2、对巷道顶板和左右侧板的云点分别进行平面拟合，分别找到巷道顶板和左右侧板的障碍物云点集；S3、建立锚护机器人机械臂关系坐标系，将巷道顶板和左右侧板的障碍物云点集内的障碍物云点进行坐标转化，转化到锚护机器人坐标系；S4、利用RRT算法计算机械臂末端的工作路径；S5、根据工作路径，控制钻臂完成锚护作业；所述步骤S2具体包括以下步骤：S201、分别将激光扫描仪Ⅰ，激光扫描仪Ⅱ和激光扫描仪Ⅲ采集到的云点信息P1、P2和P3由最小二乘拟合成顶板平面和左右侧板平面；S202、分别确定顶板、左右侧板平面的距离阈值；S203、计算云点信息P1、P2和P3中的各个云点到对应的拟合平面的距离，若其大于对应的距离阈值，则判断为障碍物云点，将其放入对应的障碍物云点集中；所述步骤S4中，利用RRT算法计算机械臂末端的工作路径的方法为：S401、根据锚杆排布要求，确定需要锚孔作业的各个位置，确定起始点锚孔位置Fs和目标点锚孔位置Fs+1，以起始点锚孔位置Fs作为初始树根节点生成随机树；S402、在锚护机器人工作臂的工作空间中随机采样得到一个采样点Frand，此采样点不在障碍物云点集中；S403、找到随机树中离采样点Frand最近的一个节点作为近节点Fnearest，在采样点Frand和近节点Fnearest之间以扩展步长为单位扩展一个新节点Fnew；S404、检测新节点Fnew和近节点Fnearest之间是否有障碍物点，若存在，舍弃新节点Fnew，返回步骤S403重新扩展新节点Fnew，若不存在，进行步骤S404；S404、将新节点Fnew加入到随机扩展树中，并以扩展步长扩展到采样点Frand；S405、以采样点Frand为新的树根节点生成随机树，重复步骤S402～S404，直到找到目标点锚孔位置Fs+1。

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