我国煤矿事故时有发生,井下救援工作必不可少。随着2019年《煤矿机器人重点研发目录》发布,大量机器人将被用于煤矿事故救援工作,以提高救援效率。在事故救援中,机器人闭环运动控制系统正常运行和救援工作安全、快速展开都离不开灾区环境信息的支持,所以针对井下救援机器人设计一套灾区环境感知系统具有现实意义。本文以ZRK型煤矿救援机器人为基础,设计了一套搭载在该机器人之上的感知系统,用于实现对井下灾区视频、声音以及环境参数的采集、压缩、存储、显示等。系统采用ARM+Linux的整体解决方案。硬件上,利用模块化思想,将系统分为处理单元、音视频单元、环境参数单元、通信接口单元等。处理单元采用性能功耗均衡的S5PV210处理器为控制核心;视频单元采用“BH1750感光+850nm LED补光+摄像头”的方案实现低照度视频图像采集;环境参数单元利用传感器完成对CH4、CO、O2以及温度的采集,经过调理电路放大后,发送给处理单元进行处理;通信接口单元设计了 USB、RJ45、UART多种类型接口,方便数据传输、系统调试以及升级拓展。系统设计中参照GB3836.4防爆标准,符合矿用电器设备安全要求。软件上,采用开源的Linux操作系统作为软件运行环境,针对S5PV210硬件平台,主要进行了操作系统的裁剪与移植、气体传感器等硬件设备驱动程序设计,在应用层基于V4L2(Video For Linux Two)、ALSA(Advanced Linux Sound Architecture)、Framebuffer等框架进行了音视频采集程序、环境参数采集程序以及数据显示和数据传输程序的设计,完成了系统整体开发。经过测试,该系统在全黑环境下最远可视距离为15m,图像分辨率为640×480,语音录放清晰,整体功耗小于10W,能够实现对井下音视频以及环境参数的采集、处理、存储、显示等,满足井下救援机器人感知系统的设计目标,对井下救援任务的快速展开以及保障救援人员人身安全具有一定实用价值。