煤炭科学技术

作者：刘毅, 郭冠哲, 高宇翔, 田子建, 张力腾,

关键词：井下目标定位, 改进ConvNeXt网络, 全景视觉技术, 主动式定位, CoordAttention模块,

针对井下无线定位系统部署成本高、抗灾变能力差的问题，提出了一种基于改进ConvNeXt网络和全景视觉技术的主动式井下目标定位方法。该方法分为离线训练和在线定位2个阶段：离线训练阶段，首先对井下环境进行区域划分并采集全景图像数据，通过数据增强构建多尺度训练集；然后基于改进的ConvNeXt网络分别训练区域定位模型和细致定位模型，其中区域定位模型实现粗粒度位置估计，细致定位模型完成精确定位；在线定位阶段，部署在移动设备上的全景相机实时采集环境图像，经图像拼接和增强预处理后，先通过区域定位模型确定目标所在区域范围，再调用对应区域的细致定位模型实现实时定位。试验结果表明：在0.5 m区域定位和0.1 m细致定位的组合下，定位准确率达到94%；通过引入CoordAttention模块，准确率进一步提升至95%，较传统单步方法提升14.67%。与MobileNetV3（91%）和ResNet（92.33%）相比，改进的ConvNeXt网络展现出更优的性能。此外，该方法对光照变化、运动模糊、人员走动、粉尘干扰等井下典型干扰表现出较强的鲁棒性，在国家能源集团宁夏煤业有限公司羊场湾煤矿井下616巷道数据集上的准确率达95.33%。研究为井下无人驾驶车辆和机器人等智能移动设备提供了一种低成本、高鲁棒性且易于实施的定位解决方案。

来源：2025年第11期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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