随着人工智能技术的快速发展,其在工业领域的应用正逐步渗透到传统行业,为产业升级注入强劲动力。对煤炭行业来说,人工智能与无人化技术的结合,特别是在露天矿无人驾驶领域,带来了前所未有的机遇。
产业背景与挑战
博立智新深入了解露天矿现有技术瓶颈与运营难点,创新性地将云计算、智能驾驶、高精地图及人工智能等前沿技术融入现代煤炭开采的各环节。通过解决多源数据融合与更新、多车数据共享与协同的技术难题,助力矿区从传统刚性作业调度向智能化、灵活化调度的全面转型。多源数据融合技术在确保数据协同作业的同时,实现了作业车辆间的信息互联互通,有效避免了调度冲突与资源浪费。依托高效算法和边缘计算的快速数据更新机制,不仅显著提高了矿区作业的精准性与安全性,也为智能矿山建设提供了强有力的技术支撑。
目前,我国L4级露天矿无人驾驶技术已在多个地区进入测试和试商用阶段,但从技术验证到全面推广仍有一定距离,尚需克服复杂场景下的系统实时行、设备安全性、技术可靠性、系统适配性等关键挑战。
非结构化道路与复杂环境:工作环境复杂多变,大型设备的控制难度高,且道路环境快速变化。随作业车辆数量、作业规模和效率的提升进一步加快了采掘作业面的变化速度,对作业任务调度、高精地图动态更新、作业点位动态分配、精准路径规划及防止路径冲突提出了更高要求。
实时性与精确性需求:上百台车辆同时作业,周围环境快速变化,地图需要及时更新,料堆实时变化,排土线需要快速更新,开采区实时变化。作业环境快速变化,地图实时性要求高;
极端环境考验设备安全性和技术可靠性:露天煤矿作业环境极为恶劣,高温、低温、强风、粉尘、振动等因素对设备的耐用性提出严苛要求。同时,矿坑深处的卫星信号容易受阻,导致定位信息不准确,影响无人驾驶系统稳定性。无论对设备安全性还是技术可靠性都提出了较高要求;
系统适配性的要求:矿区作业设备种类繁多,挖掘机、无人矿卡、推土机等辅助车辆,导致数据难以统一管理和共享。复杂地形和动态变化要求设备能够灵活适应,并通过模块化设计快速部署。同时,高并发计算能力不足的问题限制了系统对实时数据的处理和响应效率;
多样化数据格式与非标准化地图:矿区地图缺乏统一标准且标识不明显,数据处理和应用存在挑战。
解决方案核心优势
针对上述痛点,博立智新推出的快速更新整体解决方案精准应对露天煤矿的复杂需求,在系统可靠性、系统适配性和全流程管理方面提供了全面而高效的技术支持。博立智新融合GNSS/INS组合导航、多传感器融合、实时激光建图(RT-LOAM)等核心技术,集厘米级数据采集、动态建图、实时更新与数据安全保障于一体,实现了从数据采集、处理到地图发布的全流程自动化,将地图更新速度提升至分钟级,为露天矿山等封闭场景智能驾驶提供持续可靠的空间数据服务。
一站式解决方案:从采集到地图生成
此次发布的整体解决方案集成了高精度工业级数据采集设备PolyMapper HS、多源数据融合设备、云数据处理平台PolyMap Editor、3D实时空间建图技术以及RT-LOAM(实时激光雷达测距与建图)技术。
采集端:
博立智新与车辆制造企业深度合作,推出专为矿区作业定制的智能采集设备解决方案。包含多源融合定位设备、高精度三维激光雷达、全景工业摄像头以及惯性导航系统,并配套自主研发的矿区动态数据采集与处理算法,支持复杂工况下的精准定位与数据获取。工业级设计,高可靠性,简单易操作,安装灵活;
云端:
博立智新通过云端智能服务,为矿区无人化作业提供全面支持。通过多车,多传感器的数据融合,AI算法优化,确保系统能够适应复杂作业环境推动矿区实现高效、智能的管理。实现作业区堆场,排土线等关键要素数据实时更新;
矿区车端:
支持从云端接收到多种格式的高精地图并实时加载,确保车辆作业路径与场景的精确还原,能够支持地图更新。高精地图与车载传感器的数据融合,构建实时环境模型,并能精准定位,实现环境感知。
通过软硬件深度集成,该整套解决方案能够实时捕获矿区作业环境的动态变化,为自动驾驶车辆路径规划、远程监控和现场智能决策提供可靠数据支撑。
核心亮点
分钟级地图更新能力:
提供云处理平台和采集设备的完整解决方案,支持私有云部署,具备全矿区大数据处理能力;
实现全路段的道路平整度、道路坡度计算;
专业级矿区地图生产:
高精度点云地图自动生成上传云平台,工作面、排土面快速制图与更新,包含车道级路网拓扑关系,可表达复杂路口,道路的汇入汇出关系等。支持矿卡倒车行驶路径,可实现多个工作面,多个装载点同时作业;
多车数据融合更新:
通过采集车辆和矿车载传感器数据融合,实现全矿区空间数据的分钟级更新;
作业自动化:
停车位自动生成,排土线自动计算更新,边坡检测、排土场及排土边缘线实时更新;
储量变化计算:
可按天计算储量变化,直观呈现露天矿开采的核心指标;
多数据格式支持:
点云、OSGB、3D tile等多种数据格式兼容,满足矿区数据多样性需求。
矿区作业地图样例
图1. 排土场排土位自动生成
图2. 多个工作面多个装载点同时作业
图3. 某矿区储量计算
核心产品
PolyMapper HS:高精度工业级数据采集设备
高端惯导、激光雷达、工业摄像头及360°高清全景相机,具备GPU计算平台和存储单元;
实时建图,PolyMapper 提供实时高精3D重建,满足矿山快速变化的需求;
支持纳秒级时钟同步和厘米级配准,适应多场景高精采集需求;
配备AI功能,支持路面检测、边坡检测、排土线提取和粉尘过滤等功能;
便携性设计:轻量化、一体化结构,天线臂可折叠,单人十分钟内即可完成安装,适应恶劣环境作业。
PolyMap Editor: 云端高效制图平台
采用B/S架构,支持多团队协作和多任务管理;
大数据量处理,全矿数据整体导入,整体处理;
同时支持点云、OSGB、3D Tiles、图像等多种数据格式;
AI算法自动化处理车道拓扑、质检等流程,实现动态地图快速更新;
针对封闭场景深度优化,如矿区自定义属性输入、快速上传点云、生成复杂倒车路径拓扑、快速地图更新等功能;
数据通过PolyMapper HS实时上传至云平台,快速生成(如Shp、OpenDrive、GeoJson)等多种格式的高精地图,可直接供车辆使用;
实现储量快速计算。
多源融合定位产品
高精度定位:通过融合GNSS、IMU、激光、视觉等多源数据,实现厘米级甚至更高精度的定位,满足复杂环境下的高精度需求;
高可靠性:多源冗余设计,在单一信号受干扰或丢失时(如隧道、城市峡谷等环境),其他数据源可迅速补偿,确保定位的连续性与稳定性;
实时性强:通过高效的数据融合算法提供毫秒级的定位响应时间;
对环境适应性:能够在多种复杂环境中使用,如恶劣天气、遮挡环境或弱信号区域,避免传统单一技术的局限性。
应用价值
PolyMapper HS与云编辑平台结合,实现3D数据的动态重建和快速下发。以露天矿区为例,其生产活动涉及挖掘、运输、填埋等多环节,实时更新地图能有效支持车辆路径规划和作业效率提升;
通过多源数据融合,在卫星信号遮挡时,结合视觉、激光定位算法与AI重建,解决了沙尘环境下落石的精准检测难题,提升矿区车辆对挡墙边界、地形起伏的定义能力,复杂矿区场景中实时识别远距离人车、动态障碍物、边坡风险,实现更高精度的地图生成与定位,显著提高系统鲁棒性;
提供运营车辆的监管、故障告警及健康监测服务,并对作业流程进行智能化分析,提供优化方案。对不同车辆实现定速巡航、主动避障、复杂路段稳定作业,精准停车等。私有云部署避免传统单机版制图的拷贝与传输风险,实现数据的全流程加密管理,确保生产安全与保密性。
为智能驾驶赋能
博立智新此次发布的露天矿山快速更新整体解决方案,凭借先进的采集、建图和动态更新能力,不仅为封闭场景的自动驾驶赋能,还在提升作业安全性、优化运维效率方面发挥了重要作用。在实现技术创新的同时,我们还将在拓展复杂场景适应性和丰富应用场景的大模型上做更多的工作。博立智新积极推进与行业伙伴的合作,共同探索矿山智能化未来发展路径,为智慧矿山的全面落地提供强劲支撑。
公司介绍
博立智新是一家高精度融合定位服务商,成立于 2021年3月,总部设在合肥,在北京和海外均设有分支机构。公司拥有一流的导航和人工智能算法团队,核心成员曾就职于国际知名企业, 拥有多年导航产品、芯片设计、人工智能商业系统软件开发、商业化落地经验。公司专注导航定位产品、高精地图编辑平台、移动高精度采集系统、毫米级高精路面仿真等产品服务研发与落地。产品远销三十多个国家,客户遍布全球,包含多家世界500强企业。
@打造矿业科技综合服务平台
www.intelmining2018.com
❖免责声明:所载内容来源网络、微信公众号等公开渠道,转载稿件版权归原作者、机构所有,转载仅供参考、交流等非商业目的,如有侵权,请联系我们删除。