露天礦卡車無人駕駛系統(tǒng)是在無駕駛?cè)藛T的情況下，能按指定路線行駛和裝載、卸載， 自動地完成工作循環(huán)。有意外情況時能減速或停車， 也就是用控制裝置、GPS 導(dǎo)航、無線通信技術(shù)和軟件來取代原來坐在駕駛室內(nèi)的司機(jī)。進(jìn)而使得自卸車能在無人操作的情況下實現(xiàn)復(fù)雜的裝載、運輸和卸載循環(huán)的自動運行。

 1、車輛及車輛健康、狀態(tài)檢測系統(tǒng)

健康狀態(tài)檢測系統(tǒng)是指系統(tǒng)通過監(jiān)測行車控制單元、制動控制單元、轉(zhuǎn)向控制單元；車輛前進(jìn)、后退允許接口（連接安全系統(tǒng)）車輛的無人駕駛有人駕駛切換開關(guān)舉落斗、車燈、指示燈、喇叭控制等等接口，實時掌握設(shè)備各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)備各部分返回的故障碼做出判斷，反饋給設(shè)備管理人員，從而使設(shè)備管理人員能夠掌握每臺設(shè)備實時情況，進(jìn)行制定維護(hù)計劃等。

 2、礦山地圖

礦山地圖是利用高精度 GPS 采集的礦山路線軌跡，由人工進(jìn)行描繪的系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。礦山地圖將為后續(xù)指導(dǎo)無人卡車提供路線數(shù)據(jù)，所以采集地圖數(shù)據(jù)是重中之重。礦山地圖的采集包括礦區(qū)道路采集、停車場、維修車間等固定地點地圖采集、裝載區(qū)地圖采集、卸載區(qū)地圖采集等。

3、無線冗余通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)采用 LTE 和數(shù)據(jù)電臺共同組成的雙網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。之所以采用這樣的網(wǎng)絡(luò)是因為：數(shù)據(jù)電臺具有信號繞射能力強， 覆蓋區(qū)域廣，基站建設(shè)費用低的優(yōu)點；而 LTE 具有帶寬較高，可接入語音視頻，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方便，覆蓋半徑視基站頻率而定，無需后續(xù)通訊費用等優(yōu)點。而且這兩種通訊方式經(jīng)過以往現(xiàn)場使用效果良好。

4、礦山生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)

優(yōu)化路線

（1）根據(jù)生產(chǎn)計劃、電鏟能力、卸點能力、物料類型，對礦山生產(chǎn)運輸路徑進(jìn)行線性規(guī)劃。

（2）給出合理排鏟排車建議，杜絕設(shè)備鏟能或運能浪費。

（3）使得運距、油耗、產(chǎn)量、質(zhì)量等指標(biāo)綜合最優(yōu)。

優(yōu)化調(diào)度

（1）減少車鏟相互等待時間，提高產(chǎn)量和設(shè)備效率，降低設(shè)備運行成本。

（2）合理調(diào)派車輛，在滿足質(zhì)量要求的前提下，均衡派車。

（3）減少設(shè)備故障時的空跑現(xiàn)象。

自動派車

（1）派車規(guī)則靈活設(shè)置（如大鏟裝大車、大車只運巖、小車只運礦、生產(chǎn)優(yōu)先級等）。

（2）在設(shè)置好的派車規(guī)則內(nèi)自動派車，當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)障、外障等突發(fā)情況時，迅速自動調(diào)整。

（3）當(dāng)設(shè)備無故超時自動報警提示。

5、動態(tài)規(guī)劃及生成車輛行駛路線

生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)卡車當(dāng)前狀態(tài)動態(tài)生成并更新卡車行駛路線， 在車輛出發(fā)前提前生成并下發(fā)， 在車輛行駛過程中可根據(jù)實際情況進(jìn)行更新和動態(tài)修改，一條曲線（轉(zhuǎn)彎路）根據(jù)需要可以拆分成多個路段。同時， 路段帶有寬度、高程等屬性， 設(shè)備上接收和執(zhí)行行駛路線時更加可靠。路線數(shù)據(jù)在不同的位置有不同的模式， 系統(tǒng)針對鏟前、卸載區(qū)、停車場或維修廠、正常路上等都有不同的處理方式。系統(tǒng)對于十字路口、人字路口等需要錯車的情況也有特殊的處理，確保安全生產(chǎn)。

6、車輛高精度定位、導(dǎo)航系統(tǒng)及運行控制系統(tǒng)

車載 2 個高精度 GPS 模塊（精度為 2cm），用于實現(xiàn)高精度定位，通過雙天線定位，以及天線的安裝方式， 可以計算出卡車的行駛方向。結(jié)合上位機(jī)系統(tǒng)下發(fā)的路線信息，可以輔助運行控制系統(tǒng)讓卡車精確的行駛在既定的路線上，同時對于路線偏移報警提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論根據(jù)。

7、環(huán)境感知、路況分析及安全預(yù)警識別系統(tǒng)

環(huán)境感知、路況分析及安全預(yù)警識別系統(tǒng)主要是對突發(fā)情況的進(jìn)行反應(yīng)，并上傳相關(guān)信息。本系統(tǒng)會將路上遇到的所有障礙（包括石塊、擋墻、人、懸崖等）進(jìn)行識別，并以報警的形式實時上傳。

8、電鏟鏟斗及推土機(jī)高精度定位系統(tǒng)

鏟斗定位和推土機(jī)高精度定位是通過兩個高精度 GPS 天線結(jié)合傾角儀和三維導(dǎo)航算法實時對鏟斗部分進(jìn)行高精度定位，電鏟鏟斗高精度定位作用是在卡車在裝載貨物之前，給予卡車精確的停車位置，并實時監(jiān)控電鏟的作業(yè)是否越界，防止貧化現(xiàn)象發(fā)生。

推土機(jī)高精度定位主要作用是實時檢測排土場邊坡區(qū)域邊界位置，有了準(zhǔn)確的邊界，卡車在卸載時才會到達(dá)準(zhǔn)確的排卸位置，同時也防止了卡車因倒車距離過遠(yuǎn)而掉落山下，發(fā)生事故。

9、遠(yuǎn)程遙控駕駛系統(tǒng)

遠(yuǎn)程遙控駕駛系統(tǒng)用于當(dāng)無人駕駛的卡車遇到設(shè)備損壞等問題發(fā)生時，地面人員可以通過遠(yuǎn)程遙控駕駛系統(tǒng)駕駛卡車到目標(biāo)位置，這種方式方便快捷，節(jié)省時間、人力、物力。

遠(yuǎn)程遙控駕駛系統(tǒng)分兩種模式，一種是在中央駕駛室內(nèi)遠(yuǎn)程遙控目標(biāo)卡車到目標(biāo)位置，而另一種是在設(shè)備附近遙控目標(biāo)卡車到目標(biāo)位置。

10、視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過攝像頭對礦坑中作業(yè)的無人駕駛設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生突發(fā)狀態(tài)時能在第一時間了解到現(xiàn)場情況。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭包括定點和設(shè)備中安裝的兩種，定點采用全向球機(jī)，設(shè)備中安裝的用定式槍機(jī)。視頻通過無線冗余通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸?shù)街醒肟刂剖依铩?/p>

首鋼硼鐵露天卡車無人駕駛系統(tǒng)

首鋼硼鐵露天卡車無人駕駛系統(tǒng)。依托無人駕駛、智能調(diào)度、5G 無線專網(wǎng)、V2X 通信等創(chuàng)新技術(shù)的極大發(fā)展， 結(jié)合對傳統(tǒng)露天礦區(qū)剝離作業(yè)規(guī)范智能化升級，實現(xiàn)低速、相對封閉露天礦區(qū)場景的集群化無人駕駛運輸運營作業(yè)。

無人駕駛解放司機(jī)，用無人化保障生產(chǎn)安全。裝載區(qū)根據(jù)電鏟位置動態(tài)計算裝載點，動態(tài)規(guī)劃裝載路線，車鏟對位完成裝車；行駛中自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制參數(shù)，在重載空載、上坡下坡、白天夜間等各種作業(yè)條件下都能夠安全穩(wěn)定行駛， 卸載區(qū)卡車與推土機(jī) V2X 互動，根據(jù)排土場情況動態(tài)規(guī)劃卸載點，完成卸載 : 遇到車、人、落石等障礙物，實時檢測， 緊急避章 ; 全流程作業(yè)數(shù)據(jù)實時采集，大數(shù)據(jù)優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)。一期工程實現(xiàn) 3 臺無人駕駛礦車編組運行，二期工程實現(xiàn)一個獨立采區(qū) 6 臺無人駕駛礦車運行，三期工程實現(xiàn)全礦區(qū) 19 臺無人駕駛礦車混編運行。

此外，該項目是中國廣電 5G700MHz 網(wǎng)絡(luò)在礦山行業(yè)的首個成功應(yīng)用案例，基站天線最遠(yuǎn)覆蓋距離達(dá) 1.2 公里， 上行平均速率 116Mbps，下行平均速率可達(dá) 225Mbps。卓越的網(wǎng)絡(luò)性能和可靠的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，為智能礦山建設(shè)的互聯(lián)通信打下了堅實的基礎(chǔ)。

露天礦卡車無人駕駛系統(tǒng)的實施，免去了人工駕駛時輪班等耗時的環(huán)節(jié)，無人駕駛的卡車可以不間斷連續(xù)工作。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，相比人工駕駛，無人駕駛卡車大約能降低 15% 的成本。

該系統(tǒng)旨在打造無人駕駛，遠(yuǎn)程智能遙控、采選運全程追溯創(chuàng)新示范礦山。減少作業(yè)人員，改善勞動環(huán)境， 增加設(shè)備運行時間。實現(xiàn)機(jī)械化換人、自動化減人、智能化提質(zhì)增效，推動礦山安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)升級，同時大大提高勞動生產(chǎn)率。

項目相關(guān)成果將逐步推廣至其他礦山乃至整個行業(yè)及相關(guān)行業(yè)，以全面提升礦山行業(yè)生產(chǎn)自動化和智能化水平，同時促進(jìn)乃至國內(nèi)礦山行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，具有非常重要的社會和安全環(huán)保效益。