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龙图腾网获悉中国地质大学(武汉)申请的专利基于视觉的煤矿用坑道钻机机器人自动装卸钻杆定位方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116398065B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310271314.4，技术领域涉及：E21B19/14；该发明授权基于视觉的煤矿用坑道钻机机器人自动装卸钻杆定位方法是由梅爽;成梓铭;吴承睿;贺鑫;文国军设计研发完成，并于2023-03-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于视觉的煤矿用坑道钻机机器人自动装卸钻杆定位方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于视觉的煤矿用坑道钻机机器人自动装卸钻杆定位方法。此发明专利属于机器人视觉领域，基于机器人视觉信息，提出了一种新的基于固有约束关系的钻杆装卸位置定位方法。该方法在进行系统模型建立后，利用合作靶目标与钻杆装卸夹持器之间位置固有关系不变的原理，通过图像处理技术与机器人坐标系转换，最小化相机与合作靶目标的期望相对位姿与实际相对位姿误差，达到计算钻杆装卸夹持器理想位置的目的，并且，在实际钻进过程中，钻机的自身姿态发生旋转、升降、移动等因素发生改变，无需重复示教，仍然能够自主完成精准定位。

本发明授权基于视觉的煤矿用坑道钻机机器人自动装卸钻杆定位方法在权利要求书中公布了：1.一种基于视觉的煤矿用坑道钻机机器人自动装卸钻杆定位方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：对相机进行标定、并进行机器人手眼标定，得到手眼矩阵； S2：示教相机拍照点、钻杆放置点，采集包含合作靶的图像作为期望图像，根据机器人末端姿态、手眼矩阵、期望图像信息，将相机拍照点与合作靶之间的相对姿态设定为固定约束条件，并建立基于视觉的装卸钻杆的定位模型； S3：机器人视觉系统控制机器人移动，使满足相机拍照点和合作靶之间的固定约束条件； S4：根据机器人移动后的姿态、钻杆放置点与相机拍照点的变换关系，计算出钻杆放置位置，并控制机器人关节驱动机器人至夹持器位置，放置或抓取钻杆； 步骤S3具体包括： S31：根据基于视觉的装卸钻杆的定位模型，根据相机内参信息和P3P算法求解机器人装卸钻杆过程中采集的图像中合作靶在相机坐标系下的变换矩阵初始设定期望图像中合作靶与初始相机之间的相对姿态变换矩阵为即系统固定约定条件；根据采集图像与设定期望图像中获取的相对合作靶的相对姿态，依据坐标系间变换关系得到当前相机坐标系与理想固定约束下的相机坐标系间的变换矩阵 其中，表示合作靶在当前相机坐标系下的变换矩阵，表示合作靶与期望相机拍照点即相机坐标系间的固定约束条件； S32：根据钻机装卸系统中机器人基坐标系、机械臂末端坐标系、相机坐标系、目标合作靶坐标系和夹持器坐标系的系间坐标系变换框架，得到当前姿态的机器人末端相机坐标系的位姿矩阵 S33：依据当前相机位姿与期望相机位姿之间的变换矩阵得到基于当前机器人位置的合作靶识别与定位的变换矩阵完整变换路径： 其中是通过机器人示教器获得的机器人末端坐标系与机器人基坐标系之间的变换矩阵，ETC是通过手眼标定算法获得的手眼矩阵，为合作靶位姿与期望相机位姿之间的变换矩阵； S34：通过合作靶识别与定位的变换矩阵计算出的机器人末端相机的下一步姿态，使当前状态的相机拍照位置与合作靶图像之间的相对姿态满足初始相机拍照点与初始合作靶目标之间的固定约束条件； 下一步姿态的机器人末端姿态变换矩阵为： CTE为手眼矩阵ETC的逆矩阵； 步骤S4具体包括： S41：完成相机拍照位置与合作靶图像之间的相对姿态满足初始相机拍照点与初始合作靶目标之间精确定位后，根据手动示教获得的相机拍照点和钻杆放置点得到变换矩阵得到钻杆放置位置在机器人世界坐标系下的描述，即钻杆放置点位： 其中BTH表示钻杆放置位置在机器人基坐标系下的变换矩阵，表示基于当前位置的合作靶识别与定位的变换矩阵，表示手眼矩阵的逆变换矩阵，表示钻杆放置点在机器人末端坐标系下的变换矩阵。

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