1、通過井下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，可以對井下無人機等智能設備進行遠程管理，對實現(xiàn)無人采礦具有十分重要的意義。為了對井下無人機進行管理，需要實現(xiàn)礦井環(huán)境下的無人機自主定位和導航。同時定位與建圖(SLAM)算法可以通過傳感器對周圍環(huán)境信息進行觀測，對無人機進行精確定位。因此，本文針對井下巷道中行駛的無人機單目視覺SLAM算法進行了研究，以實現(xiàn)礦井環(huán)境下的無人機自主定位和導航。本文的主要成果如下:
　　(1)針對較寬闊無障礙物的巷道以及較窄巷道分別提

2、出在巷道頂壁設置帶有位置信息的二維碼以及在巷道壁兩側(cè)設置反光標識牌作為無人機引導路標。針對這兩種不同的巷道環(huán)境，分別創(chuàng)建了基于幾何-拓撲的井下巷道圖。
　　(2)針對寬闊巷道環(huán)境，提出了一種含有位置信息的二維碼，根據(jù)邊緣檢測、擬合直線等算法得到二維碼的碼值信息，即二維碼的位置信息，實驗和仿真表明該算法能快速清晰地對二維碼進行識別。針對較窄巷道環(huán)境中設置的人工路標即反光標識牌，事先將每一個反光標識牌和其周圍的自然特征進行圖像獲取并放

3、入庫中，提出了基于RANSAC的SIFT算法對井下無人機單目視覺所獲取的每一幀圖像進行特征提取，并與事先建立好的特征圖像庫進行匹配。實驗和仿真表明基于RANSAC的SIFT算法有很高的正確匹配率，可以根據(jù)特征圖像庫和離線地圖得到路標位置信息。
　　(3)針對較寬闊無障礙物的巷道和二維碼無人機引導路標場景，提出了一種基于二維碼的井下無人機單目視覺PSOFastSLAM算法。仿真結(jié)果表明所提出的井下無人機PSOFastSLAM算法，有

4、效改善了FastSLAM定位算法粒子退化的問題，提高了井下無人機定位精度。
　　(4)針對較窄巷道和反光標識牌引導路標場景，提出了一種基于反光標識牌的井下無人機單目視覺EKF-SLAM算法，通過已知路標得到的觀測信息對無人機位姿進行估計。仿真結(jié)果表明單目視覺EKF-SLAM算法可以對井下無人機進行精確定位。
　　最終結(jié)果顯示，針對不同的巷道環(huán)境，采用不同的SLAM算法可以對面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的井下無人機進行精確定位，為后續(xù)工業(yè)互