在規模化運營漸成常態之后,礦區自動駕駛解決方案供應商開始下場造“車”了。
本月初,中國科學院自動化研究所、國際先進技術應用推進中心、中國礦業大學(北京)內蒙古研究院以及國內智慧礦山技術和服務提供商中科慧拓聯合發布面向礦山安全的智能運載
機器人“載山CarMo”。
全時無人駕駛礦山運輸設備
一直以來,無人駕駛方案在礦區的應用基本都是對現有車輛進行后裝改造,而載山CarMo則完全不同。
根據中科慧拓的介紹,載山CarMo實現了無人駕駛系統的正向設計,開創性地取消了傳統駕駛室,是一款真正意義上的全時無人駕駛礦山運輸設備,可應用于露天金屬礦山、非金屬礦山、散貨雜貨碼頭等多場景下的重載物料運輸。
與傳統寬體車相比,載山CarMo的車身偏低矮(高3,420mm),車輛重心較低,在礦區惡劣工況下運行時也更平穩。載山CarMo可提供60噸負荷載重,驅動系統可提供最大20000牛米扭矩,可實現高載重下的順暢起步,滿足35%的最大爬坡率。得益于其搭載的智能電液轉向系統,載山CarMo的轉向跟隨能力強,可實現0.3°以內轉向的精準控制。
載山CarMo采用的純電系統具有高達525kwh的電池電量,較同等核載純電寬體車增加50%,能夠提供更遠的續航里程,滿足局部重載上坡的需求。中科慧拓CEO陳龍表示,該公司也正在研發換電和增程的模式。
對于無人則安的礦區場景來說,無人駕駛自然而然成為最佳方案。針對不同場景,載山CarMo提供無人駕駛、近程遙控、遠程駕駛三種控制模式。其中,可移動近程遙控器適用于單機場內調試和礦區內車輛故障時的緊急人工介入;遠程接管獨立于無人駕駛系統,可以解決無人駕駛在特殊場景、極端工況下的長尾問題。
載山CarMo的無人駕駛全棧式解決方案是基于車-路-云協同一體化架構研發,具備行業場景的通用性,可以和不同的無人駕駛解決方案兼容,實現全機型、多礦種、全場景的智能化和無人化作業。
支撐載山CarMo智能化和無人化的理論基石是中科慧拓世界首創的平行理論,形成了數字孿生系統,實現了平行智能安全員上車。中國科學院自動化研究所復雜系統管理與控制國家重點實驗室主任、中科慧拓首席科學家王飛躍表示,未來數字人礦工、機器人礦工和生物人礦工將形成協同效應,車輛可以提供三倍的可靠性和安全。
不過,載山CarMo并不是傳統意義上的車輛。陳龍在接受媒體采訪時表示,載山CarMo是一個解決問題的機器人,與上路汽車有著較大的區別,面臨的車規等問題較少。據悉,載山CarMo的終端價格可以與普通礦用寬體車媲美。
正向設計重新定義賽道
2018年,中科慧拓發布愚公YUGONG平行礦山操作系統1.0版本,關注的更多是單車智能;2020年,2.0版本正式發布,發展成集合操作系統和工業智聯網平臺的整套方案。但是,經過一段時間后,發現后裝無人駕駛系統存在一些難點。
相較于傳統汽車,自動駕駛汽車的一大特點是采用了完全不同的底盤,即線控底盤。線控化技術使用線(電子信號)代替傳統的機械設備、液壓機或氣動式等類型的聯接,是實現高階自動駕駛技術的重要基礎。但是,采用傳統車輛進行線控化適配遇到了不少問題,效率較低且不適合規模化。
陳龍指出,目前的礦用車輛是為人類駕駛員設計,進行無人化改造存在著效率瓶頸和布設瓶頸,耗費了大量的時間,而且隨著無人化系統的逐漸成熟和先進化,現有車輛并不能滿足無人化適配。此外,當運營規模不斷擴大,進行無人化改造更是不現實。
對此,中科慧拓給出的方案是顛覆車輛無人化改裝的一貫做法,正向研發和設計整車,重新定義礦區自動駕駛賽道。因此,天生適配于無人系統的礦用車輛載山CarMo應運而生。
載山CarMo的設計、整體技術迭代,到最后的生產下線,耗時近兩年。據悉,目前已有兩臺載山CarMo在礦場測試,而最終的批量生產大約再需要九個月的時間。陳龍在采訪中還透露,此次發布的是載山CarMo的第一代產品,而中科慧拓正在研發第二代產品,將在動力性能和載荷能力實現新突破。
早期,載山CarMo的生產工作是由代工廠完成,而未來除了與主機廠建立合資公司進行生產之外,中科慧拓還將針對自己的平臺進行專用生產設施建設。事實上,中科慧拓已經擁有一定的生產能力,在陜西設立了車輛定位、通信、計算等產品的生產線。
不過,陳龍也坦言,未來幾年,為礦區場景設計的智能運載機器人也將與線控化后裝改造方案并存。中科慧拓將首先打造礦山安全樣本工程,隨后就會進入大規模商業化階段。
載山CarMo的發布,也標志著中科慧拓核心技術的不斷完善,完成了從智能平行駕駛系統,到平行工業智聯網平臺,再到無人駕駛礦山運輸載體的拾級而上。對于中科慧拓來說,載體是為了提供更好的服務,而核心是以載體為基礎形成的系統方案和各種數據,進而支撐整個行業的發展。