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近年來，礦業(yè)的技術(shù)和管理模式隨著元宇宙的火爆和自動駕駛技術(shù)的發(fā)展逐漸變化、升級，進(jìn)而衍生出元礦山的概念，音視頻技術(shù)也在其中成為了關(guān)鍵一環(huán)。LiveVideoStackCon 2023 上海站邀請了來自希迪智駕的任思亮，為大家分享希迪智駕的元礦山建設(shè)歷程以及音視頻技術(shù)在元礦山體系中的應(yīng)用。

文/任思亮

整理/LiveVideoStack

大家好，我是來自希迪智駕的任思亮，主要從事自動駕駛技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品的落地。大家對希迪智駕可能還比較陌生，因此接下來先對我們的企業(yè)進(jìn)行一個簡要介紹。

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企業(yè)介紹

希迪智駕成立于2017年，又名長沙智能駕駛研究院有限公司，它是由大疆創(chuàng)新前董事長李澤湘教授創(chuàng)立的一家獨(dú)角獸公司，云鯨科技、正浩EcoFlow和Zuvi原里等企業(yè)同為李教授創(chuàng)業(yè)體系下的孵化公司。

希迪智駕當(dāng)前的員工規(guī)模超過500人，其中研發(fā)團(tuán)隊(duì)占比近70%，團(tuán)隊(duì)博士、碩士占比超過40%，是一家以技術(shù)研發(fā)為核心驅(qū)動力的科技公司。

我們的主營業(yè)務(wù)圍繞自動駕駛板塊，涵蓋園區(qū)物流車、清掃車、港口集卡和礦用卡車等封閉環(huán)境下法定允許的無人駕駛技術(shù)以及保障無人車輛安全的智能V2V、V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

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?元礦山介紹

近兩年礦用卡車自動駕駛需求的增長催生了希迪智駕的云礦山理念。而無人駕駛礦卡的誕生具體要從一場社會事件說起。大家可能對2023年2月內(nèi)蒙古阿拉善左旗新井煤礦的坍塌事故有所了解，至今還有47名工友被掩埋在幾十米深的地下。

傳統(tǒng)礦業(yè)在占據(jù)國民經(jīng)濟(jì)重要地位的同時，也存在高風(fēng)險(xiǎn)、高能耗、從業(yè)者老齡化和工作效率低等挑戰(zhàn)。

希迪智駕在充分調(diào)研礦業(yè)當(dāng)前痛點(diǎn)的基礎(chǔ)上推出了自主研發(fā)的無人駕駛純電礦卡，它結(jié)合智能調(diào)度系統(tǒng)、V2X車路協(xié)同系統(tǒng)和遠(yuǎn)程駕駛系統(tǒng)等技術(shù)助力智慧礦山建設(shè)，也是希迪智駕元礦山體系的主要組分。上圖展示了我們正式向江蘇省句容市臺泥礦區(qū)交付的14輛實(shí)車。

自2022年9月起，句容礦區(qū)實(shí)現(xiàn)常態(tài)化無安全員生產(chǎn)作業(yè)。

我們的無人駕駛礦卡是全國唯一經(jīng)國家計(jì)量科學(xué)院認(rèn)證超過人工效率的自動駕駛系統(tǒng)。按單車的裝載量計(jì)算，它的自動駕駛效率是人工的1.04倍。

綜合考慮車輛維護(hù)、能源、人工等因素，有人駕駛柴油礦卡的運(yùn)行成本是自動駕駛的8.6倍。

上圖展示了我們的元礦山“車-路-云”整體解決方案，從挖掘機(jī)裝載、礦產(chǎn)運(yùn)輸、破碎站卸載到停車場充電一整套流程全部實(shí)現(xiàn)了無人化。該方案的落地使20到30人規(guī)模的傳統(tǒng)礦場可將運(yùn)營人員壓縮至2到3人，無人化車輛的日常管理工作可以全部在調(diào)度中心完成。

上圖展示了無人礦卡動態(tài)裝載的實(shí)地演示效果，車輛可隨著礦場挖掘作業(yè)面的不斷變化動態(tài)調(diào)整裝載停車位置，這也是元礦山體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

運(yùn)輸過程中，無人車輛的均勻碾壓功能可以避免重復(fù)碾壓路面造成深車轍，有利于保持道路平整，降低維護(hù)成本。

相對于傳統(tǒng)礦場，元礦山無人礦卡支持全天候自動駕駛運(yùn)行，進(jìn)一步提高了工作效率。

在音視頻技術(shù)運(yùn)用方面，首先為了應(yīng)對自動駕駛可能難以處理的少數(shù)場景，我們借助騰訊云的低延時傳輸協(xié)議落地了遠(yuǎn)程駕駛方案，可使駕駛艙端到車輛的指令延時低于100毫秒，保證艙端操作員基本感受不到延遲。

該方案還包括一鍵修坡，動態(tài)歸位、防碰撞等L2級駕駛功能，艙端的顯示器應(yīng)用了我們自研的裸眼3D算法，可以逼真顯示車身前方的障礙環(huán)境，有助于提升工作效率。

除了礦卡外，該方案還可應(yīng)用于挖掘機(jī)、鉆機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)或炸藥安放機(jī)器人，進(jìn)一步保證生產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)作業(yè)無人化。

接下來展示幾個遠(yuǎn)程駕駛的實(shí)際運(yùn)用場景。如上圖所示，車輛自動行駛中如果遇到無法避讓的障礙物，則可切換為遠(yuǎn)程駕駛模式處理。

上圖展示了無人駕駛技術(shù)在甘肅金川二礦地下1000米環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用，駕駛員可通過遠(yuǎn)程駕駛艙屏幕實(shí)時掌握車輛位置，保證了安全生產(chǎn)。

結(jié)合V2X車路協(xié)同和自動駕駛技術(shù)，我們在重慶涪陵大業(yè)建材礦山落地了30臺無人駕駛純電礦卡與有人車的混編生產(chǎn)運(yùn)輸。充分運(yùn)用V2X系統(tǒng)的感知能力，可以實(shí)現(xiàn)無人車輛在封閉環(huán)境下L3、L4，乃至L5級自動駕駛。

上圖展示了遠(yuǎn)程駕駛技術(shù)在清掃車和港口集卡場景的應(yīng)用。

類似VR眼鏡之于元宇宙，我們希望遠(yuǎn)端駕駛艙也能成為元礦山的入口，從而助力改善工作環(huán)境。

通過自動駕駛+遠(yuǎn)程駕駛，我們希望年輕人可以“舒適、游戲化”地進(jìn)行遠(yuǎn)程工作，解決傳統(tǒng)礦業(yè)高風(fēng)險(xiǎn)、招工難等等問題。

音視頻技術(shù)在元礦山體系中的第二個應(yīng)用為網(wǎng)頁直播，它主要用于對外宣傳、客戶講解和礦場無人監(jiān)控等等場景。上圖為無人監(jiān)控場景的演示效果，運(yùn)營人員通過監(jiān)控畫面可實(shí)時查看車輛前方環(huán)境、行駛軌跡、速度、檔位、裝載模式和運(yùn)輸里程等等信息，其中左圖黃線代表的行駛邊界可借助車身雷達(dá)動態(tài)探測現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行實(shí)時更新。

音視頻技術(shù)在元礦山體系的第三個應(yīng)用為圖像識別。不同于特斯拉運(yùn)用圖像識別進(jìn)行車載決策，我們更多將其用于增加車輛的安全冗余，通過毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、視覺、超聲雷達(dá)等多種傳感器感知融合，綜合幾種傳感器的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)車身360度范圍，前方100米的行人、車輛和石塊等障礙物穩(wěn)定感知。

如上圖所示，我們通過融合2D視覺圖像和3D SLAM點(diǎn)云建圖完成障礙物識別，有效節(jié)約了CPU資源。

上圖展示了圖像識別的實(shí)地效果，受礦區(qū)灰塵和霧霾等惡劣天氣因素影響，它并不是主要的障礙物識別手段。霧霾等惡劣天氣下的圖像識別檢測也是我們當(dāng)前面臨的一大技術(shù)挑戰(zhàn)。

我們的360度智能環(huán)視系統(tǒng)可實(shí)時采集車身周圍的高清視頻畫面形成三維全景圖，同時可檢測弱勢交通參與者并分級預(yù)警，提供行車軌跡指引，保證行車安全。

音視頻技術(shù)在元礦山體系的第四個應(yīng)用為視覺定位。它類似于前面提到的融合感知，針對隧道等傳統(tǒng)GPS+IMU方案難以精準(zhǔn)定位的場景，通過攝像頭預(yù)掃描環(huán)境特征并建立SLAM點(diǎn)云地圖，依據(jù)車輛行駛時與周圍特征點(diǎn)的位置關(guān)系來實(shí)現(xiàn)定位。但該方案在高速公路等車輛兩側(cè)景物高度相近的場景下并不適用，實(shí)際工作中我們一般采用GPS+IMU、RTK差分定位和視覺定位的組合方案。

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項(xiàng)目案例

最后向大家介紹幾個項(xiàng)目案例，首先是甘肅金川二礦金屬礦山，它是國內(nèi)最大的鎳礦，作業(yè)環(huán)境位于地下1000米以下，無人駕駛礦卡的交付極大改善了礦區(qū)人員的工作環(huán)境。

2022年8月，我們向大同冀東水泥礦山交付了4臺無人駕駛純電礦卡及配套系統(tǒng)，礦區(qū)已進(jìn)入常態(tài)化生產(chǎn)。

我們的無人駕駛純電礦卡一般適用于水泥礦等砂石骨料礦區(qū)的運(yùn)輸，這是由于礦卡在砂石骨料自上而下的運(yùn)輸過程中可以進(jìn)行動能回收，有利于降本增效。

重慶涪陵大業(yè)建材礦山無人駕駛礦卡項(xiàng)目是當(dāng)前國內(nèi)最大的純電寬體車自動駕駛項(xiàng)目。2023年3月已交付了10臺實(shí)車并完成了試運(yùn)行。

江蘇句容臺灣水泥礦區(qū)的14臺無人純電礦卡完成部署僅用時3個月，目前已實(shí)現(xiàn)7x24全天候無人運(yùn)行。

我們元礦山的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可以遠(yuǎn)程采礦的礦山，而我們的愿景是讓天下沒有難采的礦。我今天的分享就到這里，謝謝大家。

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