/ 导读 /
当前，无人驾驶是全球资本汇聚的焦点。在干线物流、港口和矿山这些场景下，高等级自动驾驶拥有比较重要的战略意义。在这些场景下部署高等级自动驾驶，能够有效减少人员工作量，甚至完全不需要作业人员，经济效益比较明显。尤其是对于矿山这类工作场景，虽然是低速工作场景，但是对安全作业要求比较高，因此更加适合也更加需求高等级无人驾驶系统。
在金隅集团阳泉冀东水泥有限责任公司的矿山上，慧拓作为国内领先的智慧矿山无人化企业，使用自主研发的“愚公YUGONG”平行矿山操作系统指挥着纯电动无人驾驶宽体矿车高效和稳定地进行工作，成为中国在全球无人矿山领域的代表案例。
本项目属于人工智能、控制理论与技术、系统工程理论与技术领域，主要针对复杂特定场景协同作业难、无人运输作业运行速度不合理、高动态变化环境的精准感知难、作业环境安全性差等难题。平行智能解决了复杂特定场景中目标物理信息精准感知、物理信息和突发事件的预警、高精度地图快速构建和更新、无人矿车运输智能配速等关键技术问题，构建了国内水泥行业首个全矿“电动化+无人化”编组运行项目。其中尤其值得一提的自主创新关键技术成果就是：面向复杂工况特定场景的融合感知和智能协同卸料关键技术研究。
融合感知成为汽车智能感知一大趋势
对于无人驾驶技术来说，汽车智能感知的一大趋势是传感器感知融合。所谓融合，就是发挥现有的各个传感器自身的优势，打破“信息孤岛”，实现数据融合互通，以此来获得对于周边态势的高精度感知或者地理位置的高精度定位。通过融合感知，一方面可以降低对某一传感器性能的过分依赖，降低系统整体的成本；另外一方面，也可以为行车安全提供双保险，即当某一个传感器失效时，可以由其他的传感器提供相近的功能，避免安全事故的出现。
和传统的城市或者高速公路工况不同，对于专注在矿山这样比较特殊工程场景无人驾驶的慧拓来说，其所面临的环境更加恶劣。这就对“愚公YUGONG”平行矿山操作系统的感知融合提出了更新、更高的要求，如何最大程度发挥不同传感器的特点，并对收集到的数据进行整合处理，为后台系统决策提供可靠的依据，并不是一件容易做到的事情。
水泥矿山的车辆工作特点
水泥矿山一个非常突出的特点是卸料时有破碎站，无人驾驶矿车在进入破碎站后，GNSS信号会因卸料棚的遮挡而减弱或消失，车辆单独依靠GNSS信号无法进行精准导航定位。而自动驾驶是对高精度定位有着非常高的需求，保障实时定位精准，对于车辆自动完成排队等候、入站卸料及出站，不受环境和通信延迟影响起着重要的作用。
为此，慧拓首创GNSS/IMU/ SLAM/轮速里程计多源协同定位技术，直指无/弱GNSS信号环境下精确导航定位难题。例如，在水泥矿破碎站时，慧拓为无人驾驶车辆设计在入站、出站时GNSS/SLAM定位切换机制，使得车辆在入站、出站时能够及时都能够实现精准的定位；当矿车在卸料过程中会因为卸料棚对卫星信号产生屏蔽，此时，慧拓的无人驾驶车辆进入卸料棚之前至进入卸料棚后采取SLAM定位方式，在卸料完成后驶离卸料棚再恢复差分定位方式，两种定位形成车辆在卸载区域无缝衔接。
极致衔接背后的秘密自主决策能力
“愚公YUGONG”平行矿山操作系统还可基于慧拓GNSS/IMU/SLAM/轮速里程计多源协同定位技术，以及随车搭载的多种传感器，对包括天气情况、破碎站内车辆情况、抛洒物等情况，破碎站外规划路径上交通情况、路面状况、障碍物、异物入侵、突发事件等情况进行整合，基于AI计算以及5G技术，将相关的融合感知结果上传到调度平台。
当调度平台得到相关的信息后，就可以根据之前制定的各种规则以及相关的算法，将车辆自动入站、紧急停车、自动出站等决策及时下发到车上，使得人驾驶矿车拥有超视距感知能力和突发情况的预警能力，从而保障车辆在复杂环境下行驶和生产作业的安全。在这种情况下，车辆本身不需要搭载一个具备高算力的平台，相关的计算都可以由后台来完成，并通过5G信号及时以及精准地将信号下发。
阳泉冀东水泥5G+智慧矿山项目是国内水泥行业首个纯电动、数字化绿色智慧矿山项目。在项目实施过程中，慧拓对诸如挖机矿车精准协同、复杂地形高精地图及无人矿车智能配速管理、破碎站无/弱GNSS环境下精确导航定位等水泥行业智慧矿山建设痛点问题进行科研攻关，经济效益和社会效益显著，为国内今后推动绿色智慧矿山建设提供了具有参考意义的标志性工程。
从更长远的角度来看，随着诸如慧拓“愚公YUGONG”平行矿山操作系统应用的不断成熟并被持续优化，国内无人矿山整体解决方案还有望走出国门，成为全球范围内和高铁一样的，一张更加闪亮的中国“智造”的名片。
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