沈显庆， 王 贺， 马志鹏， 杨 莹， 张 恒

(黑龙江科技大学 电气与控制工程学院， 哈尔滨 150022)

0 引 言

悬臂式掘进机的主要功能是截割出预定形状的巷道以便后续采煤工作等，在悬臂式掘进机截割轨迹要避开夹矸的前提下，使悬臂式掘进机截割头走遍所有需要截割的位置，即对已知平面环境的全覆盖轨迹规划。张士勇等[1]建立了悬臂式掘进机在截割作业时主要工作机构参数与巷道断面尺寸之间的数学模型，并针对实际生产中几种常见的巷道断面形状，对相应的工作机构参数进行了计算。徐楠等[2]利用Matlab软件模拟悬臂式掘进机截割头截割运动与轨迹仿真，针对悬臂式掘进机倾斜时的状态，推导出了悬臂式掘进机截割头的空间位置。季厌浮等[3]提出了根据不同煤岩分布调整悬臂式掘进机截割臂摆动速度的方法。王苏彧等[4]采用栅格法对环境模型进行建模，构建了栅格地图，针对自动截割及自动扩帮等过程，分别规划了截割轨迹。笔者在将实际巷道断面进行几何投影后，通过二值化实际巷道断面图像，分析其煤岩大致分布规律，采用栅格法进行多种巷道断面情况建模，将传统A*算法所规划截割轨迹的截割覆盖率和改进A*算法所规划截割轨迹的截割覆盖率进行对比，以验证改进A*算法在巷道断面截割轨迹规划方面的优势。

1 巷道断面数字化

1.1 巷道断面

常见的巷道断面包括矩形断面、梯形断面、拱形断面等，掘进过程中巷道断面的形状对截割轨迹规划并无影响，因此，文中选取矩形断面作为掘进机截割对象进行截割轨迹规划[5]。……