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                熱門關鍵詞 : 俄羅斯  專利  自動駕駛  無人駕駛,  嬴徹科技 

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                新時代“愚公”移山——慧拓的探索與實踐

                作者:張洋 Lynn 來源:低速無人駕駛產業聯盟 發布時間:2022年07月02日

                [摘要]慧拓表示,有足夠的信心與卡特彼勒、小松等比肩。

                [關鍵詞]低速無人駕駛;無人礦區;慧拓智能

                本文為新戰略低速無人駕駛編輯部原創,轉載、改編或摘錄請注明“來源:低速無人駕駛網”

                日月其邁,歲律更新。隨著全球自動駕駛技術加速發展,無人駕駛已經從概念照進現實,并向著量產商用的新目標發力。其中,上世紀90年代萌芽于美國的礦區無人駕駛,近幾年在中國發展迅速,“智慧礦山”建設更是成為國家戰略的重要內容之一。

                慧拓是中科院自動化所孵化的智慧礦山技術和服務提供商,致力于以科技創新助力我國能源安全新戰略縱深發展,以智能化建設服務我國工業高質量發展。作為礦區無人駕駛賽道的領跑者,慧拓無人礦卡已落地超百臺,廣泛覆蓋煤炭、水泥、有色金屬、黑色金屬等礦山,車隊規模大、應用案例多,行業領先。

                慧拓中煤集團平朔項目

                慧拓金隅集團陽泉冀東項目

                從全球首臺無人礦卡,到國內首家礦區自動駕駛企業

                說到礦區無人駕駛,美國卡特彼勒、日本小松無疑是賽道開拓者。尤其是最早開始研究該技術的卡特彼勒,作為全球最大的工程機械和礦山設備制造商,該公司于上世紀80年代開始研發無人礦卡,90年代推出世界上第一臺無人礦卡,并在美國投入使用。目前,卡特彼勒無人礦卡年運輸量已超過10億噸,再次刷新了采礦史智能化水平的紀錄!

                鮮為人知的是,在全球首臺無人礦卡成功研發的背后,“中國智能控制奠基人”王飛躍教授功不可沒。

                王飛躍教授是智能控制、智能機器人、無人駕駛、智能交通等領域早期開拓者之一,曾擔任美國NASA/UA本地行星資源利用空間工程研究中心無人系統主管與空間機器人首席研究員,研發太空挖掘機器人;擔任美國亞利桑那大學自動化系與礦業系教授、機器人與自動化實驗室主任、復雜系統高等研究中心主任。90年代初,卡特彼勒邀請王飛躍教授合作研發了全球第一臺無人駕駛礦卡。

                2000年,王飛躍教授以中科院“百人計劃”的身份回國,后擔任過中科院自動化研究所副所長,2011年創建中科院自動化研究所復雜系統管理與控制國家重點實驗室并擔任主任至今。而這樣一位全球智能控制大咖,正是慧拓的首席科學家。

                2017年,中國工程機械行業“排頭兵”徐工集團邀請慧拓參與開發無人礦山項目。自此,王飛躍教授領銜7位中青年博士生導師,組成慧拓核心團隊,專注礦區無人駕駛賽道。

                用30年技術經驗,創5年最佳表現      

                慧拓是中科院孵化的高新技術企業,豪華的核心團隊陣容為公司發展提供了肥沃土壤。一方面,在“全球智能控制大咖”王飛躍教授的指導下,慧拓掌握著國際領先的智能控制技術。王飛躍教授深耕礦區無人化領域超過20年,研發了首個無人礦山操作系統,編寫出版了第一本無人礦山挖掘專著。王飛躍教授提出的分層智能控制理論和智能挖掘算法,率先應用于卡特彼勒無人礦卡及必和必拓無人銅礦淬取項目,卡特彼勒至今仍在沿用王飛躍教授當年創建的無人化方案。

                另一方面,多學科、能力復合的核心團隊推動慧拓向著技術和產品系統化、體系化邁進。公司CEO陳龍教授曾任中山大學計算機院教授及博導、無人車研究中心主任,擁有10余年無人駕駛系統研發經驗,在機器人領域也有深厚的學術造詣。技術負責人艾云峰教授、田濱教授等人在感知控制、決策算法、高精地圖等核心領域的頂尖研究技術,更成為企業的王牌。

                得益于王飛躍教授30余年的智能控制技術沉淀,以及業界領先的技術團隊的高效協作,慧拓以“平行理論”為支撐,研發了世界唯一全機型、國內唯一多礦種、全場景適配的平行礦山操作系統——“愚公YUGONG”。


                慧拓董秘介紹,慧拓的無人駕駛技術以全礦視角為基礎,既具備技術領先性和開拓性又符合工業互聯網時代采礦業發展建設的需求?;弁刈匀刖值V區賽道,便保持著系統性思維,充分考慮中國智慧礦山的實際需求與場景痛點。“愚公YUGONG”包含礦車無人駕駛、無人運輸仿真、遠程駕駛、挖機協同作業管理、V2X智能路側協同系統、云端智能調度與管理六大子系統。六大子系統已實現軟件硬件化、服務產品化、產品系列化和系統平臺化。子系統的搭配組合支持各類場景需求,并適配國內外各型礦車。

                過硬技術實力兌現高質量商用交付。經過在礦區無人駕駛領域的5年深耕,慧拓礦山無人化解決方案在煤炭、冶金、有色、水泥行業均有落地應用。

                煤礦“智變”,開啟新時代“愚公”移山    

                目前,慧拓的智慧礦山無人化項目已覆蓋五大煤炭集團的標桿礦區,全面服務國家能源集團、中國華能、國家電投、中國大唐、中國寶武、中煤集團、金隅集團及華潤水泥等國內頂尖能源集團和礦山企業,在30余個礦區落地無人駕駛車輛200余臺,包括無人礦卡、無人駕駛寬體車、井下無軌膠輪車等礦區無人駕駛車輛。多個標桿項目的成功交付,奠定了慧拓在業界的領先地位。

                慧拓中煤集團平朔項目

                2019年9月,慧拓在中國大唐寶利煤礦完成了國內首個無人運輸系統的商業化落地運營?;弁氐牡V山無人化解決方案可穩定地在露天礦實現礦車無人駕駛、挖卡協同、智能調度、應急接管等功能,智能高效地完成運輸全流程作業的無人化。目前項目已投入正常生產運營3年,經濟效益和社會效益顯著,并得到中國煤炭工業委員會、鄂爾多斯市能源局等單位的高度認可。

                慧拓中國大唐寶利項目

                慧拓中國大唐寶利項目的落地,標志著擁有中國自主知識產權的首套礦山無人運輸系統已初具雛形。隨后慧拓繼續憑借自身產品技術的強硬實力,向著更具挑戰性的作業環境進軍,再次樹立了智慧礦山領域的新標桿。

                2021年9月,慧拓助力世界首個極寒環境無人礦卡編組項目通過工業驗收并進入示范運營。該項目在極寒環境下,實現了去安全員、五車編組連續運行、全天候不間斷作業,實現了“五項首個”:世界首個極寒環境無人礦卡編組運行示范項目,世界首個5G SA獨立組網露天煤礦無人駕駛項目,國內首個200噸級以上礦用卡車無人化改造項目,國內首個實現全天候三班無人化編組運行項目,國內首個實現礦用卡車無安全員編組運行項目。無人駕駛系統可動率大于96.7%,無人駕駛運輸綜合效率不低于有人駕駛。

                有色、水泥、冶金全場景落地,技術創新與規模發展相互促進  

                2022年1月,慧拓承接的華聯鋅銦礦山無人運輸項目在云錫集團華聯鋅銦礦順利通過評審驗收,成功打造了世界有色行業內首個實現礦卡全無人編組運行的項目。此項合作讓慧拓再次跨越了作業環境帶來的障礙。與其他北方露天礦區不同,云錫集團華聯鋅銦礦區所在地常年多雨多霧、道路泥濘,面對這種氣候對無人駕駛系統感知功能和控制系統的干擾,慧拓自主研發了濃霧感知程序和自動補氣功能,確保無人駕駛系統完美適配現場作業環境。

                慧拓表示,一些場景化的技術問題,是要在實際落地項目的過程中,去發現、分析和解決的。以水泥礦山為例,相比煤炭行業,水泥行業一個非常突出的特點是多數礦山卸料時有破碎站,無人駕駛礦車在進入破碎站后,GNSS信號會因卸料棚的遮擋而減弱或消失,車輛單獨依靠GNSS信號無法進行精準導航定位?;弁匾劳凶灾餮邪l的GNSS/IMU/ SLAM/輪速里程計多源協同定位技術,首創性地解決了無/弱GNSS信號環境下精確導航定位難題,無人駕駛礦車可安全、流暢地自動完成排隊等候、入站卸料及出站,不受環境和通信延遲影響。

                這樣的場景化問題既是客戶的痛點,也是慧拓創新突破的動力和保持技術領先的良機,技術創新與規模發展無疑是相輔相成、相互驅動的,技術領先的企業更易獲得客戶的青睞,搶占落地項目的先機,也只有在積累了一定的客戶數量、多元化的落地場景和實地測試數據后,才能更好地進行算法訓練,進行技術和服務的創新迭代。

                慧拓憑借顯著的技術優勢和日益增長的項目經驗,還完成了中國寶武南山礦、紫金礦業德爾尼銅礦、江銅集團城門山銅礦、陜煤集團小保當井工礦等數十個礦山無人化項目的落地,為煤炭、水泥、有色、冶金四大行業的智慧礦山建設樹立了標桿。小保當項目的順利驗收,使慧拓成為國內唯一一家同時提供露天礦無人運輸與井工礦無人輔助運輸場景解決方案的公司。

                高復購率下的新布局:吃透行業技術,擴大市場范圍

                目前慧拓在手訂單和項目數量遙遙領先,客戶復購率超7成,在尚處于成長階段的礦區無人駕駛賽道成績矚目。

                慧拓認為,隨著國家政策的支持、資本的涌入,中國速度同樣會在礦山無人化和智能化領域的發展上得到體現。首先,隨著中國自動駕駛進程加速,國內無人駕駛技術水平并不亞于國際領先水平,甚至在個別領域已實現了行業首創。

                其次,中國礦產資源豐富,除了煤產量世界第一,許多礦產資源也居世界首位。如中國的稀土約占世界總儲量的43%;云南蘭坪鉛鋅礦儲量居全國第一、世界第二位;欒川鉬礦儲量居亞洲第一位,世界第三位等等,應用場景豐富。

                最后,強大的機械設備廠商、完備的供應鏈體系為無人駕駛車輛研發提供了重要保障。據悉,慧拓目前合作的除了徐工集團,還有航天重工、三一集團、北方股份、同力重工等全球領先的工程機械制造商,共同推動中國礦用機械設備的智能化。

                卡特彼勒MineStar Command系統的礦卡已經行駛超過14.5億公里,相比之下,剛剛起步的國內礦山無人化領域市場成熟度還有很大的提升空間,市場滲透率尚處于破壁滲透期??上驳氖?,在國家政策和技術突破的加持下,中國企業正在積極趕超,作為領先入局者,慧拓已落地30余個礦區無人駕駛項目、200余臺無人礦車,在拔得先籌的同時,展示了慧拓作為國家隊的技術實力和工程實力,與其自主創新技術賦能采礦業這一傳統行業智能化、高端化發展的無限可能。

                慧拓表示,中國礦區無人駕駛擁有千億級市場,實現規模商用還要在標準體系、運營模式等方面進行深入探索。在技術方面,慧拓將繼續發揮“愚公YUGONG”平行礦山操作系統廣泛適配的優勢,擴大與工程機械廠商的合作范圍,拓寬潛在用戶市場,與此同時,團隊將繼續深化車輛動力學模型的研發,完善技術方案。面對礦種差異、作業環境等因素帶來的技術應用和系統適配等問題,慧拓將結合自身在潮濕多雨、低溫多霧、極寒及高海拔等極端自然環境中積累的礦山作業經驗,不斷對方案的技術參數進行迭代更新,完善標準化流程,解決客戶痛點問題。

                市場方面,慧拓致力于以領先的智慧礦山技術和服務,礦山無人駕駛技術和服務,推動中國采礦業的智能化建設,不僅要打造國內礦山無人化和智能化領域的標桿案例,更要促進中國采礦業在數字化時代的全球競爭中拔得頭籌?;弁亟榻B,公司目前已與國內的礦企、工程機械廠商達成開展深度戰略合作的意向,在全國各大礦區創建示范項目的同時,計劃集三方優勢于一體,重點沿“一帶一路”對東南亞、非洲等地,進行礦區無人駕駛項目探索,助力中國大型能源、礦業央國企在海外的智能化發展,為中國技術的全球化,為中國礦業贏得全球話語權提供支撐。

                對于公司國內礦山無人化和智能化領域的發展前景,慧拓表示,有足夠的信心與美國卡特彼勒、日本小松等具有30年項目經驗的公司比肩。作為“國家隊”的智慧礦山技術和服務提供商,慧拓將持續發揚新時代的愚公精神,以智能科技建設智慧礦山,以高端技術助力中國的能源礦山企業高質量發展!
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