本發明涉及巷道定位，尤其涉及一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正方法及系統。

背景技術：

1、無人駕駛技術在快速路和城市路等場景中已取得顯著進展，通過融合全球導航衛星系統（gnss）、實時動態（rtk）等高精度定位手段，實現了較為準確的定位信息。然而，在井工煤礦井下，由于深度埋深導致gps信號缺失，常規依賴衛星的定位手段如gnss和rtk無法使用，這成為現有技術的一個顯著問題。井下環境的特殊性，如長廊效應和特征信號的稀缺，使得慣性導航系統（ins）和輪式里程計難以實現精準定位，而超寬帶（uwb）雖然理論上能達到厘米級定位，但在動態定位精度上存在不足。

2、現有技術嘗試通過多傳感器信息融合來解決這些問題。例如，可以采用雙目視覺結合激光雷達、慣導和輪式里程計的數據融合，以提高定位精度。然而，雙目視覺的深度估計并不精確，且受井下光照、粉塵和車輛速度的影響較大，導致定位誤差較大。同時，激光雷達和輪速里程計在井下環境中也存在性能下降和誤差累積的問題。還可以通過布置激光路標輔助建圖，雖然能在一定程度上提高定位精度，但需要檢測到尾部標簽才能完成優化流程，且在井下惡劣環境中，標簽的反射率會嚴重下降，影響定位效果。因此，現有技術在井下無人駕駛定位方面存在明顯不足，主要問題包括缺乏有效的衛星信號、雙目視覺和傳統傳感器在井下環境中性能受限，以及多傳感器融合系統存在誤差累積和環境適應性問題。這表明有必要開發新的技術方案，以克服現有技術的限制，提供更精確、可靠的井下無人駕駛定位解決方案。

技術實現思路

1、本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正方法及系統，可以消除定位系統的定位累積誤差，為礦井巷道中的自動駕駛車輛提供更精確的定位信息，從而自動駕駛的可靠性。

2、具體地，本發明是通過以下技術方案來實現的：

3、第一方面，本發明提供了一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正方法，所述方法包括：根據巷道中設置的多個標識牌板將巷道劃分為多個巷道區段，并在至少一個標識牌板處設置紅外發射器；在車輛行駛過程中，通過融合多傳感器信息確定所述車輛的初步位置；當所述車輛在所述巷道區段中行駛時，識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息，并且在所述車輛經過所述標識牌板的位置時接收到紅外信號發射器發射的紅外信號的情況下，基于所述紅外信號和所述牌板信息確定所述車輛的絕對位置，其中所述牌板信息包括所述標識牌板的位置信息；以及基于所述絕對位置對所述初步位置進行校正以消除積累誤差，得到所述車輛的實時位置。

4、進一步地，識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息包括：由設置在所述車輛上的相機識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息，其中所述相機設置在所述車輛頂部的中心位置并且被設置為向前拍攝。

5、進一步地，基于所述紅外信號和所述牌板信息確定所述車輛的絕對位置包括：當接收到所述紅外信號時與識別到所述標識牌板移出所述相機的視野范圍時所述車輛里程計的距離差小于或等于預設閾值時，確定所述紅外信號與所述牌板信息匹配并基于所述紅外信號和所述牌板信息確定所述車輛的絕對位置，而當所述距離差大于所述預設閾值時，確定所述紅外信號與所述牌板信息不匹配，不確定所述車輛的絕對位置。

6、進一步地，由設置在所述車輛上的相機識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息包括：當所述相機識別到標識牌板時，識別所述標識牌板的牌板信息，僅當根據所述牌板信息確定所述標識牌板為新標識牌板時，存儲和/或更新所述牌板信息。

7、進一步地，識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息進一步包括：將所述牌板信息存儲在車載系統的存儲器中和/或在所述車載系統的存儲器中更新所述牌板信息。

8、進一步地，所述車輛兩側均安裝有紅外接收傳感器，并且所述紅外接收傳感器安裝在車輛兩側的中心位置，安裝高度與巷道中紅外發射器的安裝高度相同，使得所述車輛在沿入井和出井兩個方向行駛時都能夠接收到所述紅外信號發射器發射的紅外信號。

9、進一步地，所述巷道區段的長度根據所述巷道區段中的巷道特征多少而設置，并且所述巷道區段的長度與所述巷道特征的數量成正比。

10、進一步地，所述標識牌板的正面和背面的牌板信息相同。

11、進一步地，由所述車輛的車載處理器基于所述絕對位置，對所述初步位置進行校正以消除積累誤差，從而得到車輛的實時位置。

12、第二方面，本發明提供了一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正系統，所述系統包括：常規定位導航單元，通過融合多傳感器信息來確定所述車輛的初步位置；

13、導航定位校正單元，包括相機、紅外接收傳感器、紅外發射傳感器、車載處理器，并且被配置為：當車輛在巷道區段中行駛時，由安裝在車輛上的所述相機識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息，并且在車輛經過標識牌板的位置時由安裝在車輛側面的紅外接收傳感器接收到設置在至少一個標識牌板處的紅外發射器發射的紅外信號的情況下，基于紅外信號和牌板信息確定車輛的絕對位置；以及由所述車載處理器基于所述絕對位置對所述初步位置進行校正以消除積累誤差，得到車輛的實時位置，其中所述牌板信息包括標識牌板的位置信息，所述巷道由標識牌板劃分為多個巷道區段。

14、本發明提供的一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正方法及系統，該方法及系統可以通過常規定位導航系統獲得車輛的初步定位，并且可以通過標識牌板將巷道劃分為多個巷道區段，基于每個巷道區段獲得車輛的絕對位置，然后基于絕對位置對初步位置進行校正，消除常規定位系統的初步定位的累積誤差，得到車輛的更精確的實時位置，從而在礦井巷道沒有衛星信號的情況下，也可以對自動駕駛車輛進行精確定位，從而提高礦井巷道中車輛自動駕駛的可靠性。

15、本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

技術特征：

1.一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息包括：由設置在所述車輛上的相機識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息，其中所述相機設置在所述車輛頂部的中心位置并且被設置為向前拍攝。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述紅外信號和所述牌板信息確定所述車輛的絕對位置包括：當接收到所述紅外信號時與識別到所述標識牌板移出所述相機的視野范圍時所述車輛里程計的距離差小于或等于預設閾值時，確定所述紅外信號與所述牌板信息匹配并基于所述紅外信號和所述牌板信息確定所述車輛的絕對位置，而當所述距離差大于所述預設閾值時，確定所述紅外信號與所述牌板信息不匹配，不確定所述車輛的絕對位置。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，由設置在所述車輛上的相機識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息包括：當所述相機識別到標識牌板時，識別所述標識牌板的牌板信息，僅當根據所述牌板信息確定所述標識牌板為新標識牌板時，存儲和/或更新所述牌板信息。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息進一步包括：將所述牌板信息存儲在車載系統的存儲器中和/或在所述車載系統的存儲器中更新所述牌板信息。

6.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，所述車輛兩側均安裝有紅外接收傳感器，并且所述紅外接收傳感器安裝在車輛兩側的中心位置，安裝高度與巷道中紅外發射器的安裝高度相同，使得所述車輛在沿入井和出井兩個方向行駛時都能夠接收到所述紅外信號發射器發射的紅外信號。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述巷道區段的長度根據所述巷道區段中的巷道特征多少而設置，并且所述巷道區段的長度與所述巷道特征的數量成正比。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述標識牌板的正面和背面的牌板信息相同。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，由所述車輛的車載處理器基于所述絕對位置，對所述初步位置進行校正以消除積累誤差，從而得到車輛的實時位置。

10.一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正系統，其特征在于，包括：

技術總結
本發明提供了一種礦井巷道自動駕駛導航定位校正方法及系統。該方法包括：根據巷道中設置的多個標識牌板將巷道劃分為多個巷道區段，并在至少一個標識牌板處設置紅外發射器；在車輛行駛過程中，通過融合多傳感器信息來確定車輛的初步位置；當車輛在巷道區段中行駛時，識別標識牌板并存儲和/或更新牌板信息，并且在車輛經過標識牌板的位置時接收到紅外信號的情況下，基于紅外信號和牌板信息確定車輛的絕對位置；基于絕對位置對初步位置進行校正以消除積累誤差，得到車輛的實時位置。通過本發明，可以消除常規定位系統的累積誤差，為礦井巷道中的車輛提供更精確的定位信息，從而提高自動駕駛的可靠性。

技術研發人員：戚忠濤,高磊,吳緒南,劉剛,朱卓宇,梁龍,李壯
受保護的技術使用者：天地（榆林）開采工程技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28