[发明专利]一种矿井退锚方法

权利要求书

1.一种矿井退锚方法，其特征在于，所述方法包括：

控制六轴退锚机器人行驶至巷道中作业区域任一作业点，固定后将六轴退锚机器人所在坐标点作为坐标零点获得机器人基坐标系；

根据所述机器人基坐标系获得单排锚索中各个锚索底部切面中心点相对于退锚机器人基坐标系的坐标变换矩阵作为示教点；

通过六轴机械臂逆运动学算法得到各关节轴需要精确旋转的关节角，驱动六轴机械臂运动合成使退锚器进口端面精确到达锚索底部切面；

判断退锚器进口端面是否与锚索底部切面平行且退锚器进口端面中心点与锚索底部切面中心点在一定误差范围内重合，进行姿态矫正；

退锚器保持当前姿态，六轴机械臂各轴动作，退锚器按当前姿态矩阵的Z轴匀速前进一段距离，使锚索底部沿退锚器腔道进锚，当六维力传感器给出退锚器到位停止信号，机械臂停止动作，退锚器将锚索锁死，开始液压控制，完成退锚作业。

2.根据权利要求1所述的矿井退锚方法，其特征在于，所述根据所述机器人基坐标系获得单排锚索中各个锚索底部切面中心点相对于退锚机器人基坐标系的坐标变换矩阵作为示教点，包括：

通过设置在六轴退锚机器人上的第一RGB-D深度相机和第二RGB-D深度相机获得锚索底部切面的在内的全部物体的空间三维坐标点的姿态矩阵和深度信息，获得锚索底部切面中心点的第一三维姿态矩阵G1；

根据第一RGB-D深度相机和第二RGB-D深度相机的相对安装位置，进行坐标变换和外参标定法，得到第一三维姿态矩阵G1相对于退锚机器人基坐标系B的坐标变换矩阵

控制机械臂初始伸展到一个固定高度，获得锚索底部切面中心点的第二三维姿态矩阵G2，根据第二RGB-D深度相机相对安装位置，以及六轴机械臂各轴运动学坐标转换矩阵和内参标定法，得到第二三维姿态矩阵G2相对于退锚机器人基坐标系B的坐标变换矩阵

控制第一RGB-D深度相机或第三RGB-D深度相机对安装在退锚器底部的Mark标识点进行拍摄，获得Mark标识点的三维姿态矩阵T；

根据第一RGB-D深度相机或第三RGB-D深度相机的相对安装位置，以及Mark标识点和第二RGB-D深度相机的相对位置，以及第二RGB-D深度相机获得的锚索底部切面中心点的第三三维姿态矩阵G3，通过坐标转换和外参标定法，获得所述第三三维姿态矩阵G3相对于退锚机器人基坐标系B的坐标变换矩阵

将和进行加权计算后，得到工作区域内单排锚索的底部切面中心点姿态矩阵相对于退锚机器人基坐标系的坐标变换矩阵

3.根据权利要求2所述的矿井退锚方法，其特征在于，所述通过设置在六轴退锚机器人上的第一RGB-D深度相机和第二RGB-D深度相机获得锚索底部切面的在内的全部物体的空间三维坐标点的姿态矩阵和深度信息，获得锚索底部切面中心点的第一三维姿态矩阵G1，包括：

控制退锚机器人第一RGB-D深度相机和第三RGB-D深度相机同时对顶板进行拍摄，获得包括锚索底部切面的在内的全部物体的空间三维坐标点的姿态矩阵和深度信息；

通过图像特征点识别处理算法和筛除，得到锚索底部切面中心点的第一三维姿态矩阵G1。

4.根据权利要求3所述的矿井退锚方法，其特征在于，所述控制机械臂初始伸展到一个固定高度，获得锚索底部切面中心点的第二三维姿态矩阵G2，根据第二RGB-D深度相机相对安装位置，以及六轴机械臂各轴运动学坐标转换矩阵和内参标定法，得到第二三维姿态矩阵G2相对于退锚机器人基坐标系B的坐标变换矩阵包括：

根据前期测得的巷道顶板高度信息，六轴机械臂初始伸展到一个固定高度记录为示教点；

第二RGB-D深度相机开始对顶板进行拍摄，获得包括锚索底部切面的在内的全部物体的空间三维坐标点的深度信息；

通过图像特征点识别处理算法和筛除，得到锚索底部切面中心点的第二三维姿态矩阵G2；

再根据第二RGB-D深度相机的相对安装位置，以及六轴机械臂各轴运动学坐标转换矩阵和内参标定法，得到相机视宽范围内锚索底部切面中心点的第二三维姿态矩阵G2相对于退锚机器人基坐标系B的坐标变换矩阵