矿井侦测无人机研究现状与发展趋势

张铎^1,2，吴佩利¹，郑学召^1,2，郭军^1,2

1. 西安科技大学安全科学与工程学院2. 国家矿山救援西安研究中心

摘 要：通过分析矿井侦测无人机动力系统、定位系统、环境监测系统及通信系统等的国内外研究现状,指出了矿井侦测无人机存在续航能力不足、定位精度差、信息感知能力弱、信息数据传输性能差等问题。展望了矿井侦测无人机的发展趋势:①新能源或新型供电技术的应用。对整个电源管理系统进行更加高效合理的优化,实时侦测用电设备的耗电情况,提高用电的高效性,延长侦测无人机的续航时间,并满足防爆性能。②基于协同导航搜索的无人机集群系统开发。采用混合式无人机集群控制结构,克服了分布式结构通信可靠性差、搜索效率低的缺点,解决了集中式结构鲁棒性及自主性弱的问题;通过数理优化算法进行信息推导,并对多无人机协同信息进行融合,提高定位精度,缩短救援时间。③基于多传感器融合技术的无人机监测平台设计。通过基于BP神经网络算法的多传感器信息协调及互相融合,提高无人机对井下环境的感知能力。④多无人机链状无线Mesh组网模式的应用。多无人机在井下环境搜索时,每架无人机采集的信息都是局部区域的信息,通过链状无线Mesh组网模式,所有无人机进行信息融合和资源互补,实时更新环境信息状况,提高侦测的可靠性和救援效率。

关键词：矿井应急救援;侦测无人机;无人机集群;动力系统;定位导航;环境监测;无线通信;多传感器融合;