近年来,国家能源安全战略实施升级,新一代信息技术与煤炭产业融合速度加快,煤炭产业智能化转型升级迫在眉睫。为此,本文以煤矿巷道重点设备——悬臂式掘进机为研究对象,以实现其在巷道中自主定位和自主截割为目标,实现了一种基于激光雷达的煤矿地下巷道三维建图方法,主要工作如下:（1）针对煤矿地下巷道特点及悬臂式掘进机智能化需求,搭建了三维激光扫描系统,分析了影响该系统精度的因素,实验测试了该系统扫描得到的三维点的误差。搭建的三维激光扫描系统由二维激光雷达与俯仰旋转台组成,俯仰扫描角大于±90°。影响系统精度的因素主要有激光雷达测距精度、俯仰旋转台重复定位精度和机械安装误差。在误差测试实验中,当三维激光扫描系统扫描10m处的平面时,得到的三维点到拟合平面的距离不大于0.11m。（2）针对煤矿巷道点云数据特点与巷道建图要求,采用布料滤波算法实现了煤矿巷道工作面点云数据的分割。布料滤波不依靠几何特征进行分割,对与周围环境特征相似的工作面点云分割效果良好。在仿真实验中,一类误差小于8.22%、二类误差小于0.36%、点云划分错误率小于0.58%。（3）分析了基于UWB-IMU的掘进机定位误差,以UWB-IMU定位为基础实现了LiDAR SLAM。实现LiDAR SLAM的过程中,根据UWB-IMU定位误差确定匹配搜索空间,使用ICP点云匹配算法实现了相邻帧点云的拼接,从而构建出巷道地图并提高了掘进机定位精度。仿真实验结果表明,竖直方向定位误差小于0.075m,航向角误差小于0.078rad。本文通过构建三维激光扫描系统获取巷道点云数据基础,基于布料滤波算法实现煤矿巷道工作面点云数据的分割,以UWB-IMU定位为基础实现了LiDAR SLAM,构建出巷道地图并提高了掘进机定位精度。