露天礦區(qū)作業(yè)具有環(huán)境復(fù)雜、重復(fù)性強(qiáng)、安全風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，傳統(tǒng)人工駕駛存在招工難、成本高、事故頻發(fā)等問(wèn)題。隨著我國(guó)露天礦產(chǎn)開采規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，研發(fā)無(wú)人駕駛礦車系統(tǒng)成為推動(dòng)礦區(qū)智能化升級(jí)的重要突破口。本項(xiàng)目基于濰柴動(dòng)力股份有限公司的技術(shù)需求，聚焦礦區(qū)場(chǎng)景下無(wú)人駕駛礦車的核心功能開發(fā)，分為三大技術(shù)模塊：

1）擋土墻識(shí)別模塊，通過(guò)多傳感器融合技術(shù)保障作業(yè)邊界安全；

2）可行駛區(qū)域分割模塊，結(jié)合幾何規(guī)則與深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)環(huán)境感知；

3）軌跡規(guī)劃與優(yōu)化模塊，采用解耦式強(qiáng)化學(xué)習(xí)框架應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)障礙。

通過(guò)構(gòu)建"感知-決策-控制"閉環(huán)系統(tǒng)，解決礦區(qū)非結(jié)構(gòu)化道路特征提取困難、多車動(dòng)態(tài)沖突響應(yīng)滯后等技術(shù)痛點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)礦車自主裝卸料、連續(xù)運(yùn)輸及突發(fā)障礙規(guī)避的完整作業(yè)流程。

本項(xiàng)目的核心目標(biāo)是構(gòu)建露天礦區(qū)無(wú)人駕駛礦車系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)體系，重點(diǎn)突破環(huán)境感知與軌跡規(guī)劃兩大模塊的算法開發(fā)與工程驗(yàn)證，具體技術(shù)目標(biāo)包括：

1）在可檢測(cè)的60m范圍內(nèi)，可行駛區(qū)域分割準(zhǔn)確率大于90%，分割單幀點(diǎn)云時(shí)間小于0.1s；

2）距離擋土墻10 m處的排土墻識(shí)別精度≤0.2m，高度誤差小于0.1m,FPS>10；

3）鏟裝區(qū)與卸載區(qū)作業(yè)場(chǎng)景的規(guī)劃交接點(diǎn)與目標(biāo)位置的距離＞30m、裝載區(qū)寬度>20m，無(wú)障礙場(chǎng)景下路徑規(guī)劃時(shí)間＜3s，正常障礙物場(chǎng)景下規(guī)劃時(shí)間＜10s。

通過(guò)將傳統(tǒng)算法與基于深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行融合，得到幾何規(guī)則+數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的算法，成功實(shí)現(xiàn)可行域分割任務(wù)對(duì)既定目標(biāo)；采用多傳感器后融合的方法識(shí)別擋土墻，利用感知后融合框架將點(diǎn)云數(shù)據(jù)與視覺(jué)圖像結(jié)合，得到最終擋土墻檢測(cè)結(jié)果；融合傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)約束路徑生成與強(qiáng)化學(xué)習(xí)速度優(yōu)化，解決多車動(dòng)態(tài)沖突問(wèn)題。