掘进机作为煤矿综掘工作面的主要装备，其自动化、智能化程度对实现巷道智能快速掘进具有重要意义。精确、鲁棒的掘进机机身位姿测量方法是掘进机智能控制的前提。井下粉尘水雾、狭长约束空间、非结构化复杂环境对掘进机机身位姿测量方法的准确性及可靠性影响很大。为了提高掘进机机身位姿测量的精确性和鲁棒性，提出一种基于红外LED线型标靶的掘进机位姿视觉测量方法。首先设计了曲线和直线组合特征的红外线型标靶，构建了掘进机位姿视觉测量系统。在分析标靶图像特征基础上，提出自适应引导的Hessian矩阵标靶光条中心提取方法，通过图像细化和高斯拟合方法得到光条初始中心及宽度，利用Hessian矩阵得到标靶光条中心亚像素级坐标，采用最小二乘拟合获得图像上椭圆与直线方程；构建了基于曲线和直线组合特征的掘进机机身单目视觉位姿解算模型，结合最小化重投影误差实现最优位姿估计，经坐标系转化得到掘进机机身位姿信息。采用数值仿真分析不同因素对定位精度的影响，确定了最优标靶尺寸及不同距离下的误差分布。最后搭建实验验证平台，在40米测量范围内，X轴、Y轴、Z轴的最大测量误差分别为58.82 mm， 69.525 mm， 133.2 mm，实验表明该方法有效克服了低照度、杂光背景、遮挡等影响，对煤矿井下巷道空间长距离位姿检测具有重要借鉴作用。

1掘进机机身位姿视觉测量系统
2掘进机机身位姿视觉解算模型
3红外线型标靶图像特征提取
3.1红外线型标靶图像光条特征
3.2标靶图像分割与特征提取
4仿真分析与实验验证
4.1掘进机视觉测量系统仿真分析
4.1.1标靶大小对定位精度的影响分析
4.1.2相机与标靶间距离对定位误差的影响分析
4.2掘进机视觉测量系统定位精度实验
4.2.1特征提取精度评价
4.2.2不同测量距离的定位精度
5结论