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无人矿车诞生记
来源:创新内蒙古 作者:吕学先 赵 馨    时间:2019-04-15 09:36:10

3月30日,在中国兵器北重集团北方股份试车场内,一台巨大的矿用车在行进,驾驶室内却不见人影。这台“巨无霸”就是北方股份新研发的NTE120AT无人驾驶电动轮矿车。矿车即将赴矿山实地运行,工程师们在对矿车进行最后的测试。自今年初这台无人驾驶电动轮矿车下线,我国由此成为继美国、日本后第3个涉足矿用车无人驾驶技术的国家。

踏着3米多高的楼梯,进入这台“巨无霸”驾驶室,一个白色箱子进入视线,这就是装有中控电脑的控制柜。车顶白色架子上装置的天线高高耸立。北方股份产品研究院装配工艺研究所装配工艺工程师邬鹏程介绍,矿车有4处感知系统,用来感知周围环境,再把相应信息传给中控电脑,中控电脑就是“驾驶员的眼睛”。车辆还有精准定位系统和安全执行系统,各大系统信息汇聚到中控电脑,运算处理,从而实现无人驾驶。“除线控无人驾驶模式,还有遥控无人驾驶模式和人工驾驶模式,为用户提供了更多选择。

近年来,随着大型露天矿山开采深度下探,坡度大、弯道多的现象逐渐增多,给矿山生产增加了难度,而矿区无人化运营是加快数字化智慧矿山建设的有效途径,有助于实现安全生产,降低人工和整车使用成本,提升运行效率。北方股份无人驾驶矿用车项目经理王逢全表示:“在智能化时代到来之际,作为国内矿用车行业的领军企业,北方股份的技术实力必须走在前面”。

2015年,NTE120AT无人驾驶电动轮矿车项目正式立项,由12个80后组成。没有任何技术参考,设计团队首先想到向已拥有成熟技术的美国和日本学习,却吃了闭门羹。谈到这段经历,王逢全很感慨:无人驾驶矿车技术在国际上是高精尖技术,发达国家实施技术垄断和封锁。我们要做全国第一,只能自主研发。

团队走进鞍山、鄂尔多斯、乌海等地各类大型矿场实地调研,在复杂、危险的矿场环境中了解矿用车作业全流程,采集大量矿用车行驶数据,记录各类生产场景……

眼看有了点头绪,团队却面临了新问题。“团队组建时有12人,后来走了三分之一,剩下的人都要超负荷工作,但大家齐心协力度过了难关。王逢全欣慰地说:“就这样,我们把国外企业10年才研究出来的技术,用3年时间攻克下来,创造了奇迹。”在5家国内顶尖产学研机构协助下,北方股份研发的无人驾驶矿用车在自主驾驶、自动作业、环境感知、行为控制和决策、定位及导航等关键技术上,均实现了矿车24小时无人驾驶循环作业。

研发成功只是第一步,能够使无人驾驶矿车顺利进入矿山试验是他们近期的重要工作。前进、倒车、刹车,前面道路是平坦还是颠簸,有没有障碍物……所有信息都要一一传回控制柜进行分析。可当信息综合起来回传时却又出现“当机”,无法处理。难题摆在工程师面前。“大家各调各的,可连起来就出现问题。我们四五天没怎么休息,就是找不到问题所在。”电器调试设计工程师张强和同事们开始每条指令逐一测试,用示波器、专用软件来回对比数据,又是几天“无休眠”的调试,终于找到症结所在。“因为车在运动过程中,要实时掌握车的数据,指令会非常多。指令太多,系统反应不过来,容易出现问题。”张强说,正常情况下应是每200毫秒刷新一次系统,我们给的药方是200毫秒里完成几百个数据来回传输,甚至在关键时候20毫秒就要刷新一遍的情况下,保证数据的准确,让这台“大块头”畅通无阻行驶。

站在矿车旁,仅轮胎高度就有常人身高的两倍多。邬鹏程调侃到:如果矿用车向你驶来,你会紧张吗?但工程师们经常要进行模拟试验。比如行进时的落石、每一个危险性的突发情况……只有通过模拟测试,才能够保证车辆在矿山遇见相同情况时自行解决。虽然危险,但大家必须亲身体验。

尽管一路坎坷,王逢全却很欣慰和自豪:国内首台无人驾驶矿车的研发,使中国智能制造的产品达到了新高度,已有实力和国际巨头进行竞争!

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