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人工智能技术新运用:在矿山遇到无人驾驶的巨无霸

关键词 矿山 , 人工智能|2019-07-19 10:09:10|来源 工人日报
摘要 面对国外的技术封锁,12名80后工程人员用人工智能技术,让110吨重的无人驾驶电动轮矿车成功下线——在矿山遇到无人驾驶的巨无霸一辆巨大的矿用车稳稳地在测试场行进,驾驶室内却...

面对国外的技术封锁,12名80后工程人员用人工智能技术,让110吨重的无人驾驶电动轮矿车成功下线——

  矿山遇到无人驾驶的巨无霸

  一辆巨大的矿用车稳稳地在测试场行进,驾驶室内却不见人影。这辆“巨无霸”就是中国兵器北重集团北方股份公司研制的国内首台110吨NTE120AT无人驾驶电动轮矿车。它于今年1月24日成功下线,使我国成为继美国、日本后第三个涉足矿用车无人驾驶技术的国家。

  《工人日报》记者在采访中了解到,为了从矿车驾驶室里替换下驾驶员,北方股份公司12名工程师用1000多个日日夜夜,利用人工智能技术,研发了具备智能导航、精?#32423;?#20301;、安全行驶等涵盖尖端科技的矿车产品,实现了无人驾驶技术的突破。

  “大脑”中隐藏着高科技

  近日,记者踏着3米多高的楼梯,进入这台“巨无霸”的驾驶室内,一个白色箱子映入眼帘,这就是控制这个大?#19968;?#30340;“大脑”——控制柜。前进、倒车、刹车,前面道路是平坦还是颠簸,有没有障碍物……所?#34892;?#24687;都要一一传回这个控制柜进行分析。

  控制柜是矿车神经中枢系统的重要部?#37073;?#36127;责收集和处理信号。车顶白色架子上装置的天线高高耸立,探知周围的环境,收集信息后再回传到“大脑”中。这个系统中隐藏着的高科技——毫米波雷达。正是利用最先进的雷达遥感技术和人工智能系统组合在一起,构成了无人驾驶矿车的整个智能系?#22330;?/p>

  据了解,北方股份公司矿用车占据国内80%以上的市场份额,是国内矿用车行业的领军企业。此次在原有矿车基础上进一步研制的无人驾驶矿用车,智能控制系统的设计安装是其突破点。在没有任何技术参考的情况下,设计团队首先想到向已经拥有成熟技术的美国和日本学习,可是没取到经还吃了闭门羹。

  “发达国家对我们实施技术封锁,甚至去矿山参观都被拒绝了。”公司无人驾驶矿用车项目经理王逢全对记者说,在此情况下,要?#24179;?#38590;题,只能自主研发。

  2015年,NTE120AT无人驾驶电动轮矿车项目正式立项,由12名80后成员组成的团队踏上了一切都要靠自己的研发之路。期间他们走进鞍山、鄂尔多斯、乌海等地的各类大型矿场实地调研,登上人工驾驶矿用车,在复杂、危险的矿场环境中向驾驶员了解矿用车作业的全流程,采集了大量矿用车行驶数据。

  在国内5家产学研机构的协助下,北方股份公司研发的无人驾驶矿用车在自主驾驶、自动作业、环境感知、行为控制和决策、定位及导航等关键技术上,均实现了矿车24小时无人驾驶循环作业。同时,为了?#24179;?#30719;区内扬尘多,常规摄像头难以发挥作用的难题,矿车采用车载传感器可依?#32771;?#20809;雷达与毫米波雷达形成双重保障,这些使得无人驾驶电动轮矿用车可实现360度无死角感知。

   亲身体验迎面驶来的“紧张感”

  “巨无霸”NTE120AT无人驾驶电动轮矿车长10米、宽5.5米、高5.7米,载重110吨,采用车辆线控技术,可在矿山现场完成倒车入位、精准停靠、自动倾卸、轨迹运行、自主避?#31995;?#21508;个?#26041;凇?/p>

  可在实验?#26041;冢?#20449;息回传中出现了“当机”情况。

  “各调各的,大家都能调,可连起来就出现问题。当时,我们四五天没怎么休息,就是找不到问题所在,眼瞅着后续工作要滞后。?#21271;?#26041;股份公司电器调试设计工程师张强回忆说。

  张强和同事们开始逐一测试每条指令,用示波器、专用软件来回对比数据,几天后终于找到了问题的症结。张强说,要实?#38381;?#25569;运动中的车辆数据,指令会非常多,导致系统反应不过来,就容易出现“当机”。正常情况下,应该是每200毫秒刷新一次系统,我们给的“药方”是在200毫秒里完成几百个数据来回传输,甚至在关键时候20毫秒就要刷新一遍的情况下,保证数据准确,让这台“巨无霸”可以畅通无阻地行驶。

  “无人驾驶矿用车仅轮胎就有常人身高的两倍多,站在它跟前,你会产生强烈的压迫感。”产?#36153;?#31350;院装配工艺工程师邬鹏程调侃道,“如果矿用车迎面向你驶来,你会紧张吗?但为了让它的感应系统更加灵敏,我们必须要经常体验这种紧张感。”

  另外,矿车设计任务书里面所有的功能也都要进行模拟试验。?#28909;?#34892;进时的落石、每一个危险性的突发情况……只有通过模拟测试,才能够保证车辆在矿山遇见相同工况时自行解决,虽然危险和紧张,但工程师们必须亲身体验。

   整体收益率提高了五成

  近年来,随着大型露天矿山开采深度逐年下探,坡度大、弯道多的现象逐渐增多,给安全生产增加了许多?#35759;取?#32780;矿区无人化运营是加快数?#21482;?#26234;慧矿山建设的?#34892;?#36884;径,有助于实现安全生产,降低人工和整车使用成本,提升运行效率。

  王逢全说,公司完成了国内首台无人驾驶矿用车的研发,把中国智能制造带到了一个新高?#21462;?/p>

  据记者了解,随着中国国内数?#21482;?#26234;慧矿山建设的?#27426;?#25512;进,这家公司正加快与国内大型露天矿山和专业信息化公司合作,通过为矿车配?#27809;?#22659;感知系?#22330;?#34892;为控制和决策系?#22330;?#23450;位系统及高精度地?#36857;?#23454;现矿车的环境感知、行为预测和路径规划及决策,自动按照矿山调度指令在无人操作的情况下实现?#38712;亍?#36816;输和?#23545;?#30340;循环作业。

  该公司一份研究数据表明,在考虑了相关因素的理论状态下,7台无人驾驶矿车可替代至少9台同型号有人驾驶车的工作量,降低?#21152;?#25104;本6%,轮胎磨损减少7.5%以上,如果加上人工成本的节省,整体收益率可提高49%。

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