矿产资源是发展国民经济、保障国家安全的重要物质基础。随着对矿产资源需求的不断增加,采矿工作逐渐转向深层地下,采矿条件愈来愈恶劣,对矿工的健康威胁也愈来愈大。铲运机因具有高效、灵活、机动、多用途等突出优点,成为地下高效开采的首选装备。随着近年来智慧矿山技术进展迅猛,技术的推广应用带动了智能铲运机的发展。自主行驶技术是智能铲运机的核心技术之一,而路径规划和路径跟踪则是智能铲运机自主行驶技术的两个重要领域,也是需要重点研究解决的问题。本文通过查阅大量的相关文献和资料,了解智能铲运机的背景意义以及国内外现状,总结和归纳了智能铲运机自主行驶的实现方式和相关算法,深入研究了智能铲运机的自主行驶技术,主要内容如下:首先,研究基于改进RRT算法的智能铲运机全局路径规划。针对传统RRT算法的缺点以及智能铲运机的自身约束,提出了改进的RRT算法,设计了自适应步长策略、采样点选取策略、最小转弯半径约束、最小安全距离约束、路径平滑策略,从理论层面对改进RRT算法进行收敛性分析。在宽敞环境和狭窄环境分别进行仿真试验,仿真试验结果表明改进的RRT算法能够有效规划智能铲运机的可行路径,避开已知障碍物,与同类算法比较,改进RRT算法规划出的路径更加适用于智能铲运机的实际行驶,在降低路径长度和避免路径曲折方面具有先进性。其次,研究基于环境感知的智能铲运机局部路径调整方法。研究分析环境感知的方法,激光雷达能够实现铲运机工作区域的环境感知,获取障碍物或巷道墙壁的距离信息。基于环境感知,设计了超前测距策略、双边居中策略和单边沿墙策略的局部路径调整方法,仿真试验表明本文设计的方法可以实现智能铲运机的局部路径调整。再次,研究基于改进Pure Pursuit算法的智能铲运机路径跟踪。针对传统Pure Pursuit算法的缺点,提出了改进的Pure Pursuit算法,设计了自适应预瞄距离策略,选取一个临时预瞄点,计算出当前的航向转角和航向偏角,根据航向转角和航向偏角自适应调整预瞄距离。设计了路径跟踪调整策略,通过构造两个相切圆进行跟踪调整。分别进行直线期望路径跟踪和曲线期望路径跟踪的仿真试验,试验结果表明改进的Pure Pursuit算法能够实现路径跟踪,与同类算法相比,降低了位移误差和航向误差,具有较高的跟踪精度。最后,智能铲运机自主行驶的控制系统实现。对传统铲运机进行改装,安装环境感知模块、状态感知模块、核心控制模块,并设计了网络通信系统,在招金矿业大尹格庄金矿进行智能铲运机自主行驶的测试,取得了良好的效果。