井工礦無人駕駛解決方案 雷科智途撬動萬億級市場
中辦、國辦印發(fā)《關于進一步加強礦山安全生產(chǎn)工作的意見》已向社會公布。在9月18日國新辦舉行的新聞發(fā)布會上，國家礦山安全監(jiān)察局副局長張昕介紹了《意見》的出臺背景、主要內(nèi)容、重要作用、重大意義。
《意見》指出：“要加快礦山升級改造，推動中小型礦山機械化升級改造和大型礦山自動化、智能化升級改造”和“提高科技創(chuàng)新支撐能力-推進礦山信息化、智能化裝備和機器人研發(fā)及應用?！边M一步明確了國家對于機械化換人、自動化減人、智能化無人的“綠色礦山”智能技術支持，為深入解決煤礦產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的痛難點，助力智慧礦山建設，全面提升礦企綜合競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力再次提供了政策支持。
雷科智途總經(jīng)理黃琰
目前，我國有95％的一次性能源、80％以上的工業(yè)原材及大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料來源于礦產(chǎn)資源，因此礦業(yè)是我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。然而，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國露天礦僅占已探明礦產(chǎn)資源的10%左右，近90%均為地下礦產(chǎn)。由于井下作業(yè)環(huán)境極為復雜，沖擊地壓、瓦斯、高溫等自然災害隱患大，對人員生命安全和企業(yè)財產(chǎn)安全形成威脅。但是，礦山具有場景相對封閉、路徑規(guī)劃明確、車輛在其中低速運行等特點，又為無人駕駛技術的發(fā)展和應用提供了良好的土壤。
近日中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)的《關于進一步加強礦山安全生產(chǎn)工作的意見》，意見從嚴格礦山安全準入，推進礦山轉(zhuǎn)型升級、防范化解重大安全風險、強化企業(yè)主體責任，強調(diào)推進礦山信息化、智能化裝備和機，器人研發(fā)和應用。進一步明確了國家對于機械化換人、自動化減人、智能化無人的“綠色礦山”智能技術支持，為礦山的數(shù)字化、智能化生產(chǎn)指明了技術方向，推動智慧生產(chǎn)向前發(fā)展。
【黃琰指出】井下無人駕駛技術有較高的壁壘，我喜歡做這種有難度的事情。
1.萬億藍海市場雖香，準入門檻極高
目前我國已開采礦山近4萬余座，其中大型礦山4324座，智慧礦山的發(fā)展逐年呈倍數(shù)遞增。隨著政策的再次加碼，預計截至今年末，智慧礦山行業(yè)市場規(guī)模將突破萬億元，預計到2025年，這一數(shù)字將接超過1.3萬億。其中，礦區(qū)無人駕駛的市場規(guī)模將達到238億元。礦業(yè)智能化的萬億藍海市場已經(jīng)形成。
礦山作業(yè)場景對于無人駕駛來說，的確是更為龐大的“黑金礦藏”。但由于井下作業(yè)環(huán)境極為復雜，巷道內(nèi)部以高熱、高濕、微光、強光、粉塵、揚塵等特點為主，且無衛(wèi)星和通訊信號覆蓋，諸多惡劣環(huán)境因素對無人駕駛軟、硬件都是極高的挑戰(zhàn)。
雷科智途針對極端復雜的井工礦環(huán)境場景，攻克開發(fā)了“車 - 巷 - 云”井工礦無人駕駛?cè)珬Ｊ较到y(tǒng)，成為業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)井工礦無人駕駛的綜合方案提供商，填補了行業(yè)空白。
井下開采環(huán)境惡劣
【黃琰指出】調(diào)度、運營、協(xié)作、無人駕駛，雷科智途打造“井工礦無人車智慧管控平臺”。
2.地上地下智慧管控的無人駕駛最優(yōu)解
雷科智途“車 - 巷 - 云”井工礦無人駕駛?cè)珬Ｊ较到y(tǒng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)“井工礦無人車智慧管控”，主要基于雷科智途自研核心技術，能夠充分滿足井工礦路面端所需的井上物料運輸，如車庫診斷、自動派車等；進出井所需的車輛遠程駕駛出入罐籠、無人駕駛出入斜井；井下作業(yè)所需的無人駕駛模式，如本地SLAM、行駛、經(jīng)停、避讓、協(xié)同控制，以及裝卸、載人所需的無人駕駛?？?、遠程駕駛介入、無人駕駛返回等。
井工礦剖面圖（圖片來源于網(wǎng)絡）
“車 - 巷 - 云”井工礦無人駕駛
全棧式系統(tǒng)
“車 - 巷 - 云”井工礦無人駕駛?cè)珬Ｊ较到y(tǒng)主要包含車端系統(tǒng)、巷道系統(tǒng)、井工礦云控管理平臺三個部分。
1.智能車端系統(tǒng)
井工礦無人駕駛車端系統(tǒng)，需要車輛滿足煤安隔爆型防爆標準，在搭載AI視覺感知、4D點云毫米波雷達、激光雷達、遠程控制器、域控制器、OBU（5G）等硬件的同時，還需要井工礦融合定位、多系統(tǒng)聯(lián)動兼容、多傳感感知融合等技術，從而具備車端無人駕駛能力。
井工礦無人駕駛車端系統(tǒng)
井工礦無人駕駛的難點
巷道內(nèi)燈光環(huán)境多為＜15lux的弱光環(huán)境，導致常規(guī)視覺感知受限
水霧、灰塵濃度高，影響激光雷達的感知精度及可靠性，易造成虛警、建圖細節(jié)不完整
無衛(wèi)星定位，測量精度低，提取陸標點耗時長
人車混行，梯籠作業(yè)，對感知控制閉環(huán)精度＜10cm，構建地圖耗時長，魯棒性差
井下惡劣環(huán)境應對方案
應對方案：4D毫米波雷達識別
相比激光雷達、攝像頭和超聲波雷達，雷科智途采用的毫米波魯棒性好、穿透能力強、精度接近激光雷達、可全天時、全天候使用，適合作為煤礦機器人主動式傳感器，其毫米波成像模式，可實現(xiàn)目標檢測與識別、路徑規(guī)劃和導航。
應對方案：多元融合感知技術
雷科智途自研的多元融合感知技術包括，多橫態(tài)數(shù)據(jù)融合：將不同傳感器采集的數(shù)據(jù)進行融合，提高感知準確度。多源數(shù)據(jù)融合：橫態(tài)的數(shù)據(jù)進行融合，提高感知可靠性。多傳感器數(shù)據(jù)融合：將 不同傳感器采集數(shù)據(jù)進行融合，提高感知范圍和深度。
可實現(xiàn)覆蓋揚塵、霧氣、微光、強光等復雜條件；行人、作業(yè)車、作業(yè)設施等關鍵目標；封閉、開放等多樣應用場景。
雷科智途自主研發(fā)的多元融合感知技術
應對方案：車巷協(xié)同異構融合技術
雷科智途自研的車巷協(xié)同異構融合技術，可通過智能巷側(cè)補盲場景，車輛超限感知，提前決策讓行，確保安全為無人車運輸提供有序調(diào)度。具有智能巷例拓展性高的特點，如路側(cè)感知、邊緣融合等特點，決策控制完全自主研發(fā)。同時，針對井下特殊環(huán)境，如風門開閉、人員/自行車危險異常行為、會車及擁堵預測、道路遺撒監(jiān)控、彩虹燈信號控制等具備特有功能。
相比市場相近的路側(cè)系統(tǒng)，具備更豐富場景，使井下輔助運輸可優(yōu)化調(diào)度，更高效、安全的管理。
雷科智途車巷協(xié)同異構融合技術具有識別風門開閉、彩虹燈、會車讓行等特有功能
應對方案：車巷協(xié)同異構融合技術
雷科智途車巷協(xié)同異構融合技術，具有集群化調(diào)度聯(lián)動整合，車輛設備作業(yè)狀態(tài)監(jiān)管與任務遠程分配跨設備聯(lián)動，可實現(xiàn)全系統(tǒng)無人化生產(chǎn)運行。具有智能巷例拓展性高的特點，如井工礦場景下鏟運機、裝卸機、卸料機、無人礦卡多設備聯(lián)動，全系統(tǒng)無人化自動作業(yè)；作業(yè)面、裝料口等高風險、高粉塵惡劣環(huán)境推動無人化進程；從自動駕駛到自動生產(chǎn)的礦產(chǎn)行業(yè)無人數(shù)字化賦能，提高全生產(chǎn)系統(tǒng)的感知決策能力。
井工礦集群聯(lián)動作業(yè)
2.智能巷道系統(tǒng)
井工礦無人駕駛巷道系統(tǒng)，主要是利用單車無人、遠程冗余、車巷協(xié)同解決輔運車輛在井下環(huán)境的無人駕駛應用，通過在路口建設激光雷達、視覺相機、毫米波雷達對路口車、人目標進行有效感知，當檢測有盲區(qū)碰撞隱患時發(fā)布預警信息。
3.云控管理平臺
具備無人駕駛能力的智能車端與具備多項輔助協(xié)調(diào)能力的智能巷道相融合，共同形成了井工礦場景下的V2X。這也使得云控管理平臺具備了任務調(diào)度、行程管理、車輛監(jiān)控、事件檢測、路側(cè)監(jiān)測、注冊管理、數(shù)據(jù)查詢、拓展接口等能力，立體管理車輛狀態(tài)。
借助5G等通信方式，云控管理平臺可實現(xiàn)遠程人機交互，可以隨時人為主動介入，具備應急接管能力，如同操作駕駛模擬器一般簡單便捷。
“車 - 巷 - 云”井工礦無人駕駛?cè)珬Ｊ较到y(tǒng)投入運營以來，從未觸發(fā)過任何一次應急接管，系統(tǒng)始終平穩(wěn)運行。
云控管理平臺應急接管系統(tǒng)實景
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