Prototype autonomous mine robot for underground mine mapping

CIM Journal, Vol. 5, No. 3, 2014

D. Ghosh
Advanced Technology Development Centre, Indian Institute of Technology, Kharagpur, India

D. Chakravarty and B. Samanta
Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology, Kharagpur, India

Autonomous robots are useful for 3D underground mine mapping to avoid human exposure to hazardous spaces. To prepare a precise mine map, a self-navigating robot must navigate an arduous path, avoiding obstacles and sensing the environment. A prototype laboratory-scale robot was built and evaluated through a mock-up in a test mine gallery. It was outfitted with a 2D laser scanner, a stereo camera for obstacle avoidance, and a high-precision, laser-based imaging and digitizing system for collecting 3D point cloud data. Various algorithms were used for scan matching to facilitate simultaneous localization of the robot for mapping.

Résumé: Les robots autonomes sont utiles pour la cartographie tridimensionnelle des mines souterraines car ils permettent d’éviter que des humains soient exposés à des espaces dangereux. Pour préparer une carte précise d’une mine, un robot à navigation autonome doit naviguer un chemin ardu tout en évitant les obstacles et en analysant l’environnement. Un prototype de robot à l’échelle laboratoire a été construit et évalué sur une maquette dans une galerie minière d’essai. Le robot était équipé d’un scanner laser bidimensionnel, d’une caméra stéréo pour éviter les obstacles et d’un système à haute précision d’imagerie laser et de numérisation pour cueillir des données de nuages de points à trois dimensions. Divers algorithmes ont été utilisés pour apparier les balayages afin de faciliter la localisation simultanée du robot pour la cartographie.

Keywords: Autonomous robot, 3D mine mapping, Scan matching