深度感知 跨場景突破 慧拓井下無人駕駛隧道施工車通過驗收
慧拓基于“愚公YUGONG”平行礦山操作系統的礦山場景解決方案,利用自主研發的多源異構融合感知算法、高精度的多傳感器融合定位算法對隧道施工車輛進行改造,順利實現其全作業流程的智能化、無人化。該項目的成功交付再次驗證了慧拓“愚公YUGONG”系統在封閉場景的可遷移性,成為了慧拓核心技術跨場景應用的又一標桿案例。
項目建設期間,慧拓完成了自動駕駛系統、車路協同感知系統和遠程監控系統的開發及建設。改造后的隧道施工車輛可自動完成路徑規劃,隧道內外(無/有GNSS信號)高精度定位,自動倒車進入隧道,可在隧道內實現變道行駛、遇障停車、門架通行和棧橋通行等駕駛任務;在掌子面完成施工作業后,車輛自動返回停車區并泊車入位。
隧道中燈光昏暗、能見度低,盾構機掘進過程中產生的粉塵和濕噴機作業時產生的水霧,給無人駕駛車輛進行環境感知帶來了多重干擾,慧拓采用基于差分穩定性的噪聲去除網絡感知算法,使無人車在此環境中仍能精準識別各類障礙物,并有效停車。衛星導航系統在隧道中處于無信號的狀態,依賴其指引方向的常規自動駕駛系統往往無法正常工作,慧拓依托自主研發的多傳感器融合定位算法,實現了無人車輛在無衛星導航系統信號環境中的高精度定位,并將定位誤差穩定地控制在10厘米以內。借助融合點云語義分割、目標檢測與跟蹤技術精準控制算法,無人駕駛隧道施工車輛能夠安全地通過門架、棧橋,到達掌子面進行噴涂作業。
針對隧道施工現場環境的復雜性及其安全風險,慧拓利用主研發的無人運輸平行仿真系統,對場景和車輛進行1:1的平行仿真,充分進行測試驗證,保障項目實施整體安全性的同時,縮短隧道內實地測試周期,加速項目進程。
目前,中國已成為世界上隧道和地下工程最多、發展速度最快、地質及結構形式最復雜的國家。“十四五”期間,國家將加快建設交通強國,實施一批戰略性、全局性、引領性、基礎性的交通重大工程項目,鐵路、公路、市政、防洪、水電等隧道工程項目的數量將持續增多。在地質條件不穩定的地區,隧道在掘進過程中易出現滲水、突泥及塌方等險情,隧道建造存在施工難度大、環境差、人員勞動強度大、危險系數高等問題。而隧道施工裝備的無人化、智能化作業是實現隧道少人化、無人化施工的必然趨勢,是踐行隧道智能建造的重要途徑,將有效減少隧道施工高風險環境作業人員,從根本上保護施工人員的人身安全與健康,大幅度提高施工質量和效率,讓隧道建造更智能、更高效、更安全、更環保。
此前,慧拓自主研發的復雜環境感知技術和多源融合高精定位技術已在多個露天礦、井工礦和物流園區項目中得到了充分驗證,無人隧道施工車的順利交付,再次證實了“愚公YUGONG”平行礦山操作系統的高度可靠性與適配性,其落地經驗也將為慧拓帶來更廣闊的發展空間。未來,慧拓作為中科院自動化所孵化的科技企業,將繼續堅持“四個面向”進行技術創新,從人、物、系統三方面保障礦山等工業生產、建設場景的本質安全,助推我國工業、經濟的高質量發展!
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