煤矿井下飞行机器人建模与仿真 论文

针对煤矿井下飞行机器人自主导航、数学模型不完善与实验数据缺失问题，研究团队建立了煤矿井下飞行机器人运动力学模型、传感器观测状态估计模型、仿真系统。为了更准确地模拟复杂环境，他们自定义了煤矿井下的导航坐标系，并在简化后的微分平坦状态空间中，构建了线运动与角运动的运动力学模型。

在传感器选择方面，团队选用了三维激光雷达、惯性测量单元（IMU）和相机传感器，并分别建立了这些传感器的观测模型。这些模型在特殊欧式群SE（3）空间中，基于优化理论，构建了有效的传感器观测状态估计模型。为了验证这些模型的实际应用效果，他们搭建了仿真系统并模拟了煤矿井下的工作面场景，从而对建立的运动力学模型和传感器观测状态估计模型进行了仿真实验。

这一研究成果的核心在于，所建立的煤矿井下飞行机器人的运动力学模型与状态估计模型均已被证明是可行且有效的。生成的仿真数据集为后续的研究提供了重要参考。这些内容可以进一步通过以下资源了解更多细节，例如《多运动模式机器人动力学建模及仿真》和《机器人运动学及动力学》。这些文献对理解煤矿机器人动力学有很大的帮助。