为解决目前喷涂作业过程中环境精确感知难、喷涂效果评价难、喷涂路径规划复杂等问题,针对感知识别与路径规划技术进行研究。由于传统喷浆设备喷涂误差累计及不确定性,造成每环喷涂质量参差不齐及回弹量、剥落量居高不下,采用基于轴线归一法的隧道模型构建和多工序扫描策略,实现隧道环境识别、车体定位和喷涂质量感知,提高喷浆机器人外部环境感知能力;针对传统喷浆设备对多变复杂异构隧道适应能力差,导致无法灵活调整喷涂轨迹问题,提出多工况感知识别及路径规划策略,研究设计最优喷涂路径规划、减少直喷拱架的连续喷涂路径规划方法,降低喷浆机器人与隧道开挖工法的耦合性。在郭达山隧道、任家沟隧道等项目应用,感知识别断面拱架准确率达93%,定位精度、臂姿解算补偿误差控制在50 mm以内,验收质量合格情况下综合回弹率降低至11.9%。