中新教育丨湖南高职学子自研智能控制系统 实现矿井无人化作业

　　 中新网 长沙8月20日电 (王露曼)长期以来，下井凿岩是一项具有较高风险的工作，需要工人在阴暗封闭、闷热潮湿、粉尘弥漫的巷道中完成。但来自湖南工业职业技术学院的殷俊杰、廖子琛等同学，自主研发的无人化高精度矿用凿岩装备智能控制系统，经过三次迭代升级，实现了工人不用下井，直接在操控台上轻点指尖，便可远程控制井下凿岩台车完成作业。

　　“凿岩钻孔是矿山开采与隧道施工的重要环节。无论是过去的人工凿岩，还是近些年的机械化凿岩，均需要工人在矿井现场进行操作，存在较大安全隐患。”生长于“世界锑都”湖南冷水江市的殷俊杰，从小身边就有许多亲戚从事矿井开采，为了解决他们作业环境恶劣的现状，殷俊杰立志研发一款智能化凿岩装备，实现井下无人化作业。

　　为了实现这一目标，进入湖南工业职业技术学院电气自动化技术专业班学习的殷俊杰，与学校工业互联网技术、大数据技术等专业的十余名同学组成了团队，在老师的指导下，开始研发之旅。

　　“台车臂架定位对孔是凿岩作业的第一步，定位偏差会影响凿岩精度和准确度。”湖南工业职业技术学院电气创新工作室负责人廖子琛同学说，在项目初期，他们首选激光雷达获取工作面点云轮廓，进行定位对孔。但在雷达性能测试时遇到一个难题——他们使用水泥面、石板面、瓷砖面等，模拟凿岩台车各种作业工况时发现，当测试一些比较光滑的平面时，雷达获取的数据会有所缺失。“这意味着在真实施工环境中，如遇到地下水渗透等情况，设备将无法识别。”

　　在随后的一个月里，团队成员加班加点、连续作战。他们使用10余种不同类型的传感器进行测试，完成了50多次设备的布线、安装、调试，最终选用工业相机获取图像数据的方式，补全了这一部分数据的缺失，实现基于工业相机、激光雷达、编码器多源感知融合的高精度无人化快速定位功能。

　　“定位精度提升至20毫米内，几乎达到国内最高水平。”殷俊杰说，这一次成功给了团队莫大鼓舞，在一次次成功与失败交替、泪水与汗水混杂之中，团队通过两年时间完成了600余次实地测试与硬件选型、软硬件联合调试、系统集成优化等工作，最终交出了一张满意“答卷”，并在2024年湖南省大学生创新大赛斩获一等奖。

　　“该系统内置的智能路径规划模块，能够根据隧道地形、岩石特性及施工要求，自动计算出最优钻孔路径。同时，基于凿岩数据库动态调整钻孔参数，真正实现‘一键智凿’。”殷俊杰说，通过精准控制和高效作业，矿井使用该套系统在大幅提高作业效率的同时，可减少三分之二的操作人员需求，仅钻孔定位时间就从30分钟缩短至5分钟。(完)