礦井偵測無人機研究現狀與發展趨勢

張鐸，吳佩利，鄭學召，郭軍

(1.西安科技大學 安全科學與工程學院， 陜西 西安 710054；2.國家礦山救援西安研究中心， 陜西 西安 710054)

0 引言

礦井災害救援時，快速、精準確定被困人員位置是事故救援的關鍵要素。傳統營救方式是救援人員通過巷道進入受災區域來展開救援[1]。但發生災害時期，巷道環境復雜多變，若貿然通過，危險性大，容易造成二次傷害，給災區救援偵測帶來很大的困難。

目前，救援機器人被用來代替救援人員進入受災區域，及時獲取多種環境參數，并實時傳回救援指揮中心[2]。然而，救援機器人存在體積較大、靈活性差及越障能力不強等缺點，不能有效滿足實際需求[3]。而無人機具有體積較小、造價低廉、無人員傷亡風險及靈活性強等顯著優勢，已在目標跟蹤、應急通信和環境監測等多種領域得到廣泛應用[4]。礦井偵測無人機可進入井下巷道進行實時偵測，利用傳感器對井下的瓦斯濃度、氧氣濃度、環境溫度及傷員位置等信息進行采集與處理，并將這些信息通過數據及視音頻實時傳輸到救援指揮中心，為救援指揮人員提供決策依據，以便能最大限度地降低人員傷亡事故發生的可能性。

礦井偵測無人機在井下受災區域能否安全高效避開障礙物，實時偵測到環境信息是提高救援效率的關鍵。本文主要介紹礦井偵測無人機的研究現狀，分析礦井偵測無人機技術在實際應用中存在的問題，并對其發展趨勢做出展望。

1 礦井偵測無人機研究現狀

目前，國內外專家對礦井偵測無人機進行了深入研究，特別是在動力系統、定位系統、環境監測系統、通信系統等方面取得了很大進展。……