消防灭火机器人是煤矿井下防灭火治理及灾后救援的重要装备，但目前针对煤矿井下复杂地形的机器人定位、路径规划、火灾险情识别及精准灭火等方面的研究较少。针对该问题，提出了一种煤矿消防灭火机器人系统设计方案。结合超宽带（UWB）、激光雷达技术，采用迭代最近点（ICP）算法实现机器人定位初始化；结合惯性测量装置和里程计数据，采用自适应蒙特卡洛定位（AMCL）算法实现机器人实时定位，实测定位精度达5～10 cm；通过加入寻找新目标点的容忍距离参数对A*算法进行优化，并采用优化A*算法实现机器人路径规划，测试结果表明，采用优化A*算法进行路径规划用时短，规划的路径合理；通过先验知识生成着火点特征图片库，采用模板匹配方法识别险情目标，测试结果表明，机器人对动态多着火点的虚警率在10%以内，识别率达90%，满足应用要求；采用速度、位置双闭环的串级控制器实现云台俯仰轴和偏航轴角度控制，并通过云台控制将消防弹投射至险情目标，为煤矿精准灭火提供技术支持。

0 引言
1 系统总体设计
2 机器人硬件子系统
3 定位与路径规划子系统
3.1 实时定位
3.1.1 定位原理
3.1.2 定位测试
3.2 路径规划
3.2.1 A*算法原理
3.2.2 路径规划测试
4 目标识别与投掷子系统
4.1 目标识别
4.2 云台控制
5 结论

陈骋,陈秀田,朱明亮.煤矿消防灭火机器人系统设计[J].工矿自动化,2022,48(04):142-146.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2021090019.