Tạp chí
 
Năm 2026
 
Số 5 [10 - 2026], Năm thứ XXXV - Xem trước

Nghiên cứu mô phỏng và đánh giá hiệu năng lập bản đồ 3D không gian đường lò sử dụng camera stereo tích hợp trên robot di động

https://tapchi.hoimovietnam.vn/vi/archives?article=26052

  • Cơ quan:

    Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 18 Phố Viên, Hà Nội, Việt Nam

  • *Tác giả liên hệ:
    This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
  • Nhận bài: 15-06-2026
  • Sửa xong: 17-07-2026
  • Chấp nhận: 24-07-2026
  • Ngày đăng: 01-10-2026
Trang: 49 - 57
Lượt xem: 30
Xem onlineXem online
Lượt tải: 3
Tải về PDF
★★★★★Yêu thích: , Số lượt: 0
  • ★
  • ★
  • ★
  • ★
  • ★
Bạn yêu thích

Tóm tắt:

Trong khai thác mỏ hầm lò, việc xây dựng bản đồ ba chiều (3D) không gian đường lò có vai trò quan trọng trong khảo sát hiện trạng, giám sát điều kiện làm việc và hỗ trợ định hướng cho các hệ thống robot tự hành. Tuy nhiên, các phương pháp sử dụng thiết bị quét laser (LiDAR) thường có chi phí đầu tư cao và khó triển khai rộng rãi. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu mô phỏng hệ thống lập bản đồ 3D đường lò sử dụng camera stereo tích hợp trên robot di động bốn bánh (UGV). Hệ thống được triển khai trên nền tảng Robot Operating System (ROS) kết hợp với môi trường mô phỏng Gazebo. Mô hình đường lò được thiết kế chính xác bằng phần mềm NX để làm cơ sở đối chiếu hình học. Dữ liệu ảnh stereo thu nhận từ robot di chuyển được xử lý bằng thuật toán khớp khối bán toàn cục (SGBM) để tính toán ma trận độ lệch điểm ảnh (disparity), tạo ảnh chiều sâu, xây dựng đám mây điểm (Point Cloud) và tạo bản đồ 3D của không gian đường lò. Kết quả thử nghiệm trực quan cho thấy hệ thống tái lập thành công biên dạng hình học vòm và nền đường lò dưới dạng đám mây điểm tích lũy. Kết quả thực nghiệm mô phỏng cho thấy thuật toán StereoSGBM đảm bảo khả năng xử lý thời gian thực, đáp ứng tốt dải tần số hoạt động cần thiết để vận hành robot. Bài báo cũng phân tích các giới hạn kỹ thuật của hệ thống như sai số lũy tiến từ bộ đo dữ liệu hành trình thô (odometry), sự phân mảnh đám mây điểm tại các bề mặt nhẵn thiếu vân (textureless), đồng thời đề xuất hướng tích hợp thuật toán ICP hoặc RTAB-Map SLAM trong các nghiên cứu tiếp theo.

Trích dẫn
Đoàn Công Luận, 2026. Nghiên cứu mô phỏng và đánh giá hiệu năng lập bản đồ 3D không gian đường lò sử dụng camera stereo tích hợp trên robot di động, Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số XXXV, kỳ 5, tr. 49-57.
Tài liệu tham khảo

[1] K. Ebadi et al., "Present and future of slam in extreme underground environments," arXiv preprint arXiv:2208.01787, 2022.

[2] J. N. Bakambu and V. Polotski, "Autonomous system for navigation and surveying in underground mines," Journal of Field Robotics, vol. 24, no. 10, pp. 829-847, 2007.

[3] F. Pomerleau, F. Colas, and R. Siegwart, "A review of point cloud registration algorithms for mobile robotics," Foundations and trends® in Robotics, vol. 4, no. 1, pp. 1-104, 2015.

[4] L. C. Doan, "Robotic arm applications in underground mining: Control fundamental and collision avoidance strategies," Mining Industry Journal, vol. 34, no. 5, pp. 29-35, 2025.

[5] C. Van Le, C. X. Cao, S. S. Tong, and H. Van Dinh, "Research to establish 3D model of mine industrial site area from terrestrial laser scanning and Unmanned aerial vehicle data," Journal of Mining and Earth Sciences Vol, vol. 63, no. 5, pp. 25-36, 2022.

[6] N. V. Nghĩa and V. N. Dũng, "Nghiên cứu khả năng ứng dụng máy quét laser 3D mặt đất trong quản lý xây dựng-khai thác mỏ hầm lò," Khoa học kỹ thuật Mỏ-Địa chất, vol. 57, pp. 65-73, 2016.

[7] N. Q. Tuấn, Đ. Q. Tuân, and T. C. T. M. Hương, "KHOA HỌC CÔNG NGHỆ."

[8] A. Kamran-Pishhesari, A. Moniri-Morad, and J. Sattarvand, "Applications of 3d reconstruction in virtual reality-based teleoperation: A review in the mining industry," Technologies, vol. 12, no. 3, p. 40, 2024.

[9] H. Hirschmuller, "Stereo processing by semiglobal matching and mutual information," IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence, vol. 30, no. 2, pp. 328-341, 2008.

[10] A. Jacobson, F. Zeng, D. Smith, N. Boswell, T. Peynot, and M. Milford, "Semi-supervised slam: Leveraging low-cost sensors on underground autonomous vehicles for position tracking," in 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2018: IEEE, pp. 3970-3977.

[11] M. Quigley et al., "ROS: an open-source Robot Operating System," in ICRA workshop on open source software, 2009, vol. 3, no. 3.2: Kobe, Japan, p. 5.

[12] P. J. Besl and N. D. McKay, "Method for registration of 3-D shapes," in Sensor fusion IV: control paradigms and data structures, 1992, vol. 1611: Spie, pp. 586-606.

[13] M. Labbé and F. Michaud, "RTAB‐Map as an open‐source lidar and visual simultaneous localization and mapping library for large‐scale and long‐term online operation," Journal of field robotics, vol. 36, no. 2, pp. 416-446, 2019.

Các bài báo khác