煤炭学报

作者：王学文, 刘曙光, 王雪松, 谢嘉成, 刘京铨, 王禧龙,

关键词：煤矿智能化, 煤矿机器人, 煤矿操作员, 人机协作, XR智能运维, 数字孪生,

随着煤矿智能化的发展与煤矿机器人的研发应用，煤矿操作员与煤矿机器人之间的高效协作对于井下复杂任务起到至关重要的作用。为优化多工种煤矿操作员与多机器人协作的复杂运行关系，基于数字孪生理念与在XR领域的长期实践，开展面向多人–多机复杂协作任务的煤矿XR智能运维系统设计与关键技术研究。首先，针对复杂任务中2类煤矿操作员(包括集控操作员与就地操作员)与2类煤矿机器人(包括探测机器人与作业机器人)协作的典型场景，设计了系统总体架构，将系统划分为物理子系统、VR运维子系统与AR运维子系统3部分，并对各部分的内容、功能以及3部分之间的协同运行关系进行介绍；然后，对系统涉及的VR运维子系统构建、AR运维子系统构建以及通讯网络构建等关键技术进行剖析，对各关键技术对应的解决方案进行了探讨，并实现了2类煤矿操作员、2类煤矿机器人与VR/AR运维子系统的集成运行；最后，在实验室环境下模拟井下复杂环境搭建了试验场地，在试验场地中设定了任务点与具体任务，对系统的可行性与有效性进行测试验证。试验结果表明，煤矿XR智能运维系统能够在不同复杂任务对应的多人–多机协作情形中发挥作用。通过VR运维子系统与AR运维子系统的协同运行，可实现虚拟空间和物理空间的协同感知、决策与控制，能够在虚拟空间中对物理空间的复杂任务进行迭代、优化和验算，形成了人–人、人–机、机–机交互协作的智能运行模式。

来源：2024年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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