1.一种基于视觉的煤矿井下钻孔机器人钻具引导机构，其特征在于，包括上钻台、下钻台、俯仰机构、水平旋转机构、步进电机和防爆摄像仪；

所述上钻台上装有钻具，防爆摄像仪装在钻具上方，用于拍摄钻具前方的图像并反馈给钻孔机器人的控制处理系统进行视觉定位；

所述下钻台上表面设有移动副导槽、齿条槽和滚动副导轨，移动副导槽、齿条槽和滚动副导轨各自的走向相互平行且均垂直于钻具的钻进方向；所述上钻台下表面装有移动副滑块、位移齿轮和滚动副滑轮，上钻台放置在下钻台上部，其中位移齿轮处于齿条槽上、两者啮合构成齿轮齿槽副，用于驱动上钻台沿齿条槽移动；滚动副滑轮处于滚动副导轨上、两者构成滚动副，用于支撑上钻台并在上钻台移动时沿着滚动副导轨移动；移动副滑块处于移动副导槽内、两者构成移动副，且移动副滑块底部与移动副导槽底部之间留有间隙，用于在上钻台移动时沿着移动副导槽移动，并在钻具钻进时使上钻台和下钻台压紧固定；

所述步进电机装在上钻台上，步进电机的输出轴上装有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合传动；第二齿轮与位移齿轮装在同一转轴上，当步进电机转动时，通过第一齿轮带动第二齿轮转动，进而使位移齿轮与第二齿轮同步转动并驱动上钻台沿齿条槽移动；

所述俯仰机构装在上钻台，用于调节钻具在法面上的角度；所述水平旋转机构装在下钻台，用于调节钻具在水平面上的角度。

2.根据权利要求1所述基于视觉的煤矿井下钻孔机器人钻具引导机构，其特征在于，还包括液压锁，液压锁装在下钻台上表面，用于使上钻台在齿条槽方向上与下钻台相对固定；

所述液压锁处于下钻台中心。

3.根据权利要求1所述基于视觉的煤矿井下钻孔机器人钻具引导机构，其特征在于，所述滚动副导轨为两个，所述滚动副滑轮为四个，其中两个滚动副滑轮处于一个滚动副导轨上，另外两个滚动副滑轮处于另一个滚动副导轨上。

4.根据权利要求1所述基于视觉的煤矿井下钻孔机器人钻具引导机构，其特征在于，所述移动副导槽和移动副滑块均为两个，每个移动副滑块分别处于一个移动副导槽内。

5.根据权利要求1所述基于视觉的煤矿井下钻孔机器人钻具引导机构，其特征在于，所述控制处理系统包括主控制器和智能控制器，其中智能控制器为树莓派，用于对防爆摄像仪拍摄的图像进行识别及钻孔视觉定位，并发送指令给主控制器；所述主控制器为PLC，用于接收智能控制器的指令并控制钻孔机器人行走及调整钻具位姿。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述基于视觉的煤矿井下钻孔机器人钻具引导机构的工作方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一：钻孔机器人启动在巷道上运行，防爆摄像仪将采集到的实时图像反馈给钻孔机器人的控制处理系统，控制处理系统利用预先训练好的YOLOV8网络对图像进行识别，若该图像内存在钻孔区域，则控制处理系统利用单目视觉原理中的三角测量原理测量此时钻孔机器人到预定钻孔处的距离，若此时距离达到要求，则控制处理系统发送停车的命令，此时控制钻孔机器人进行刹车；

步骤二：钻孔机器人刹车之后，防爆摄像仪将采集到的实时图像反馈给钻孔机器人的控制处理系统，控制处理系统利用YOLOV8网络对图像进行识别，识别出图像中钻孔的位置，再将识别出的位置利用单目小孔成像原理进行空间解算，计算出此时的水平旋转机构需要旋转的角度，控制处理系统根据计算好的结果控制水平旋转机构进行旋转，直到钻具所在法面与钻孔位置所在平面垂直；

步骤三：防爆摄像仪继续将采集到的实时图像反馈给钻孔机器人的控制处理系统，控制处理系统利用YOLOV8网络对图像进行识别，识别出图像中钻孔的位置，利用单目小孔成像原理和三角测量原理进行空间解算，计算出此时钻具需要在下钻台上移动的距离；

步骤四：控制处理系统根据步骤三得出的钻具需要在下钻台上移动的距离，控制步进电机转动，使得上钻台沿齿条槽方向在下钻台上移动，移动到指定位置时，此时钻具与钻孔位置处在同一法面上；启动液压锁，上钻台在齿条槽方向上与下钻台相对固定，防止发生窜动；若此时钻具正对钻孔位置，即两者同轴，则直接进入步骤六，否则进入步骤五；

步骤五：控制处理系统利用YOLOV8网络对图像进行识别，识别出图像中钻孔的位置，利用单目小孔成像原理和三角测量原理进行空间解算，计算出此时俯仰机构需要旋转的角度，控制处理系统根据解算好的角度信息控制俯仰机构进行旋转，直至到达指定位置；

步骤六：当控制处理系统发送钻进的数据，控制钻杆进行钻进操作。

7.根据权利要求6所述工作方法，其特征在于，所述步骤一中确定钻孔机器人到预定钻孔处的距离具体计算公式为：

其中R为单位矩阵，t通过测量钻孔机器人的位移得到，X1、X2分别为同一点在拍摄的两张图像上两个位置的归一化坐标；通过本步骤公式能计算得出防爆摄像仪光心到预定钻孔处的距离。

8.根据权利要求6所述工作方法，其特征在于，所述步骤二中利用单目小孔成像原理进行空间解算的具体步骤为：设钻孔区域为正方形区域，而竖直方向上的边界线与相机的归一化平面平行，则钻孔区域实际竖直方向的边界线长度和其在防爆摄像仪上生成的图像长度之间的比例为k，但是由于水平方向上的边界线和防爆摄像仪归一化平面存在倾斜角度，所以其相对于竖直方向而言被缩放了更多，钻孔区域实际水平方向的边界线长度和其在防爆摄像仪上生成的图像长度之间的比例为 根据几何关系得出水平旋转机构需要旋转的角度为：

9.根据权利要求6所述工作方法，其特征在于，所述步骤三中利用单目小孔成像原理和三角测量原理进行空间解算的具体步骤为：首先防爆摄像仪在水平面转动一个角度，分别拍摄下转动前和转动后的图像，将其分别输入到YOLOV8神经网络中，识别出两张图像上钻孔区域的位置，并且利用FAST‑12算法找到所有的顶点，选择钻孔区域右上角顶点P，然后计算该点到防爆摄像仪光心的距离，具体计算式为：其中： β为防爆摄像仪旋转的角度，t为平移量，X1、X2分别为P

点在两个位置的归一化坐标，由于此时发生的是纯旋转，故t＝0；由本步骤公式求出D1后，根据图像相似的特性求出钻具需要在钻台上移动的距离

10.根据权利要求6所述工作方法，其特征在于，所述步骤五中利用三角测量以及单目小孔成像的原理来进行空间解析的具体步骤为：首先利用步骤三中的方法计算出钻孔区域内中心点距离防爆摄像仪光心的距离D，然后再利用小孔成像原理中的几何关系求出钻孔区域中心与防爆摄像仪光心之间的垂直距离h1，最后根据几何关系求出俯仰机构需要旋转的角度b。