向矿而生,华为让智慧矿山建设达无人之境

   2023-04-28 16430
核心提示:2023年的春天,在西北某露天矿坑,百吨级矿卡正穿越尘埃,精准地踏着路面的车辙,呼啸而来。明亮的示廓灯由远及近,逐渐映衬出庞大的身形,犹如黑暗中走来的光之使者。这是一辆无人驾驶矿卡,在复杂的矿山场景中,正依托“车-路-云”的协同控制,平稳转过一道道U形弯口,避开路面障碍物,以40km/h全速行驶在矿区坡道上,实
2023年的春天,在西北某露天矿坑,百吨级矿卡正穿越尘埃,精准地踏着路面的车辙,呼啸而来。明亮的示廓灯由远及近,逐渐映衬出庞大的身形,犹如黑暗中走来的光之使者。这是一辆无人驾驶矿卡,在复杂的矿山场景中,正依托“车-路-云”的协同控制,平稳转过一道道U形弯口,避开路面障碍物,以40km/h全速行驶在矿区坡道上,实现厘米级精准对位和7×24小时全天候作业。这样的场景背后,展现的是华为公司基于车规级自研硬件和全栈式软件算法而打造的一整套矿山无人驾驶解决方案。


3月30日,TIAA在湖南长沙召开的第三届矿山领域自动驾驶和安全生产融合应用成果大会上,华为正式推出了露天矿无人驾驶解决方案。一如穿越尘埃身形健硕的矿车,华为的解决方案在矿山无人驾驶的行业迷雾中破空而出,共同推动商业化的尘埃落定!


入局矿山无人驾驶:华为因何而来?


安全生产始终是矿山的头等大事。虽然中国煤炭工业协会发布的《2022煤炭行业发展年度报告》显示,近10年来全国煤矿百万吨死亡率由0.374减少到0.054。但是,日前广受关注的露天矿事故又深刻地提醒我们,即便露天矿山的安全生产也从不能掉以轻心。


在打造安全高效生产矿山方面,国家历来高度重视科技创新。以2020年八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》为引领,近年来露天矿山智能化建设得到快速发展。甚至在《内蒙古自治区人民政府关于促进制造业高端化、智能化、绿色化发展的意见》中更是明确提出了“智慧矿山(无人驾驶/辆)由2021年的110台增加到2025年的1200台”的量化目标。


“在这场行业浪潮中,华为以ICT基础设施的强大能力,凭借军团化的战略,已经深度赋能行业发展。其在商用车领域已经布局了完善车规级芯片、MDC计算平台、低成本的激光雷达等硬件,华为云、AI大模型更是在软件层面一枝独秀。显然,华为做矿山无人驾驶方案的输出已是一道必答题。


推动行业技术进步:华为优势在哪?


“车-路-云”三级架构,看似简单实则不易


图片


首先,华为打造“聪明的车”。华为的技术能力几乎覆盖了芯片、计算平台、传感器和算法的全能力集。依托华为麒麟车规级芯片和MDC智能驾驶计算平台,让车辆拥有大脑,确保了车辆自主决策的高安全、高可靠。在感知系统方面,为车辆配备了激光雷达、毫米波毫米波雷达、摄像头等复眼矩阵,多设备融合感知的持续算法迭代,让车辆越来越聪明。不仅如此,华为针对扬尘、落石、绕障、颠簸路面、主动降震防震、挖机/挡墙定位6大场景优化专门研发的自动驾驶算法,让车辆在综合工况下仍能很好地实现精准、高效、安全作业。


图片


其次,华为建设“智慧的路”。路侧单元的5G+V2X显然是华为的传统强项。通过5G网络建设,其低时延高可靠的特性能够保障远程驾驶人员接管车辆的操控体验,实时还原现场和反馈操控指令;同时,大带宽的特性能够充分满足多路高清视频和传感器数据的同步上传,为云端规划和车端执行打通渠道。在V2X功能方面,通过提供超视距的、多维的全息感知能力,可以实现全局性系统最优的决策控制。


图片


第三,华为还构建了一朵“强大的云”。通过云端强大的算法和算力支撑,能够对矿车进行精细化路径规划和速度指引,并全局性地进行矿区设备资源整合,实现宏观调度,提升作业效率。支撑云大脑的两个支柱则是仿真和高精度地图。华为提供的自动驾驶云服务囊括了海量的场景仿真,特别是对复杂难例的挖掘和仿真,促使矿区自动驾驶算法以仿真为先验、以实际做自测,不断迭代升级,有效应对各种恶劣工况。而能够支撑仿真和实测虚实结合的能力自然少不了其具有甲级资质的高精地图云服务,通过高效建图和采装区、排土区分钟级动态刷新,使矿车能够实现厘米级精准定位和安全距离精准停靠,大大提高了车铲协同作业能力。


图片


隐藏技能,或许才是做深行业的必杀技


在车-路-云架构之外 ,我们认为其基于小样本数据量就能完成感知模型的训练能力,将是其吃透场景、持续发挥技术能力的关键所在。


华为的感知算法具有极强的环境适应能力,提升了在不同作业环境下技术的可靠性和通用性。这就大大降低了数据采集的要求和算法训练的难度,提升了沙尘环境下目标精准检测的能力,具备远距离人车识别、挡墙边界和高度精准识别、地面起伏检测、土砾或小石块检测等,为安全行驶提供保障。


图片


拥有这个能力,其实就意味着华为方案的落地柔性更高,也就是说具备了商业复制的能力。


开放合作,全栈能力之上搭建全栈生态


不可否认,无人驾驶需要成为智慧矿山的一部分,服务于智慧矿山的整体建设。在矿山无人驾驶“车-路-云”的场景能力之外,华为更是拥有矿鸿(矿山互联网平台)、智慧园区、数字云平台底座、5G、盘古模型(AI)等面向智慧矿山一体化的全栈技术能力,可以统筹考虑矿山整体发展需求,拉通矿山各个信息化自动化系统,避免重复的数字化建设投资。


然而,这并不意味着华为要大包大揽。事实上,全栈能力正是为了全栈的生态合作。第三届矿山领域自动驾驶和安全生产融合应用成果大会上,TIAA-S61秘书长张晞宣讲TIAA矿山智能运载和协同作业标准体系下的《露天矿山 智能运载和协同作业系统 通用要求》等4项TIAA团体标准,华为从标准制定伊始就积极参与标准制定和讨论,十分重视行业合作共建。不仅如此,在矿山自动驾驶领域的落地实践中,华为还积极开放自身能力给行业公司。目前,易控智驾、海博智能、希迪智驾、慧拓、踏歌智行、伯镭科技等合作伙伴均应用了华为的硬件产品和定制化的技术。


建设露天智能矿山:华为成效如何?


2021年10月,华为开始启动在西北某矿部署矿山无人部署系统。项目推进过程中,华为将人工智能、云计算、车联网、智能驾驶、高精地图等技术,与现代煤炭开采深度融合,实现了露天矿自动驾驶矿车采-运-排全流程持续作业,逐步推动3年内70余车的商用部署。


高效安全,矿山无人驾驶打平人工操作


在项目的测试中,通过为期一个月的实际生产作业环境连续测试,对“无人驾驶”和“有人驾驶”运营效率进行比拼。结果显示,无人驾驶实际运营时长可达每天22小时,全程无安全员连续运营作业,其综合效率已接近人工驾驶的水平,总体效果几乎可以和人工媲美。不远的将来,随着系统性能的提升,更多的数据积累和更成熟的算法训练将推动无人驾驶逐步超越人工水平。


另外在安全方面,矿山无人驾驶可以提供更高的安全性和可靠性。华为车路云协同方案在解决多车路权冲突的过程中,能基于“上帝视角”在规划层面避免路径冲突和多车死锁,还可通过路侧设施实现全局态势感知,改善盲区障碍物检测能力,大幅提升车辆行驶的安全性和可靠性。


打造云端“最强大脑”,于细微处见真功夫


露天矿山场景的工艺流程智能化,最具考验的不是标准化流程,而是采、运、排的关节衔接点转换。华为矿山无人驾驶解决方案的适应性便很好地体现在这些场景的细节中。


首先是拥有对矿山特有场景的感知能力。基于强大的感知模型,矿车可以在沙尘环境下对落石等小目标进行精准检测;通过精准语义分割,矿车可以很好地判别矿山挡墙与地面边界,以及不规则且动态变化的生产作业面。即使对样本较少的矿山洒水车、加油车等需要识别的对象,也能保障训练得到的模型具有较好的泛化能力。


其次是随作业区变化的高精度地图分钟级动态更新。云端可基于车端感知数据众包,随作业点位以及排土线自动更新高精度业务地图,保障采装区和排土区的精准对位。矿区道路的高精地图也能跟随作业点位的推进和变化,在达到设定的距离阈值时实现自动更新。


图片

矿区道路高精地图动态更新


第三是自主规划实现最优作业策略。这一点在排土场最有直观体现。云端可以依据车端感知的排土线动态变化的挡墙边缘,综合考虑排队策略、路面坡度等因素,自动计算排土位,均衡分配,保障精准停靠,从而支持均衡排土及异形排土场作业


图片

云端排土点位规划视图(支持均衡排土和异形排土场)


瞄准未来矿山:华为走向何方?


全栈赋能,更是All In投入


从入行的第一天起,华为似乎从不因为全栈能力的优势而对行业场景落地等闲视之。


2021年4月,华为正式成立煤矿军团即投入二百多人形成作战方阵。其中,在与国能神东成立的智慧煤矿联合创新项目组中,华为就常驻70多人。2022年6月华为又将煤矿军团全球总部落地产煤大省山西,足见其在集团层面对矿山行业给予了高度的战略定位。如今,华为正式入场矿山无人驾驶领域,更是基于其智能汽车解决方案8000人的技术积累,将ICT技术和乘用车成熟技术向露天矿赋能。


这种全面扎根行业的巨大投入,不得不说是一种All In的态度。


全链协同,独乐乐不如众乐乐


2022年,华为研发投入1615亿元,研发费用率高达25.1%。近十年来,华为已累计投入的研发费用超过9773亿元。如此的投研发入,华为更希望带动产业技术生态体系的整体进步。


作为平台型企业,华为始终拥抱行业合作,推动产业成熟。面向未来,华为将携手行业客户和伙伴共同开展工作。推动矿山无人驾驶技术分级应用等产业政策持续完善;积极参加包括TIAA标准在内的各级各类行业标准制定工作;开放自身能力与产业合作,作为助推器和各方一起推动行业成熟;同时,加强与主机厂、运维运营伙伴、科研院所等方面的合作,促进产业成熟稳健发展。


经过近年来在矿山领域的摸爬滚打和行业引领示范,华为已在全国各地推进众多项目落地实施。这些项目不仅是其技术能力的体现,更能体现其多点联合、区域协同的技术服务保障能力。如果说基于车规级自研硬件和全栈式软件算法的矿山无人驾驶解决方案是华为在露天矿名片的正面,那么名片的背面一定是其全国项目推进过程中积累下的强大的人才保障和技术服务能力。


向矿而生,达无人之境!华为正式入场矿山无人驾驶,这必然是露天矿山智能化的一个新起点!

免责声明:矿库网文章内容来源于网络,为了传递信息,我们转载部分内容,尊重原作者的版权。所有转载文章仅用于学习和交流之目的,并非商业用途。如有侵权,请及时联系我们删除。感谢您的理解与支持。

 
举报收藏 0评论 0
 
更多>同类技术
  • suya
    加关注4
  • 没有留下签名~~
推荐图文
推荐技术
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  服务协议  |  隐私政策  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  网站留言  |  RSS订阅  |  违规举报  |  京ICP备2021025988号-2