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Ouster:推动智能矿山快速发展

案例来源:新战略机器人全媒体、IM智能矿业

Ouster:推动智能矿山快速发展

矿业发展趋势

矿区智能化改革势在必行。一方面是国家政策的巨大推动,党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业五位一体总体布局,明确提出大力推进生态文明建设,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。工矿行业对于生态环境破坏大、空气质量污染严重,行业转型迫不及待。同时每年两会多次强调发展要以创新为核心,实现产业经济的高质量发展,同时国家能源局等八部门多次印发加快煤矿智能化的文件,促进行业升级;另一方面是工矿行业对智能化技术的迫切需求,传统矿业长期面临着运营成本控制、劳动力短缺、工作环境相对恶劣、安全隐患频发等问题,急需一套完善的解决方案。

无人驾驶技术引入工矿行业。近些年来,无人驾驶研究飞速发展,针对无人驾驶中涉及的环境感知、定位、建图、导航设备、运行决策系统、智慧指挥调度系统平台等相关建设领域研究不断得到重视。无人矿卡的应用不仅有望从根源上解决矿区作业安全问题,并能通过延长工作时长等方式提升运行效率,成为了矿区智能化中十分关键的一环。具体而言,矿山采用的都是较为大型的设备,视野盲区较大,且矿山工作负荷大,可能会出现疲劳驾驶、车辆剐蹭、甚至车辆翻毁造成人身安全的重大风险,通过用无人矿卡代替有人驾驶,就可以从根本上解决这些问题;此外采用无人矿卡解决方案后,可实现24小时无间断作业,减少事故发生、大大提高了矿区开采的效率和安全性,节约了大量成本。无人矿卡所带来的是一个千亿级别的市场。

激光雷达技术发展趋势

激光雷达技术介绍。以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成,激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去,光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲,送到显示器。

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传统矿卡与无人矿卡对比

激光雷达技术应用。激光雷达以其分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、体积小、质量轻等优点在近些年来受到无人驾驶领域研究的青睐,将激光雷达作为无人驾驶的数据获取途径,并对所采集的信息进行相关技术处理,获得更为清晰的场景数据,以供无人驾驶设备更加稳妥进行相关行业的技术工作。目前激光雷达在机器人、物流自动化AGV、无人机航测、智慧交通、无人驾驶车、无人航运码头、安防监控等诸多方面均有大量使用。将激光雷达技术与无人驾驶技术联合并在农业、物流、餐饮服务、测绘等诸多领域使用数不胜数。将此项技术解决方案引入到工矿行业,发展无人矿卡,促进矿山智能化建设迫不及待。

 随着“5G时代”的到来,“互联网+矿山”、“物联网+矿山”、“人工智能”以及“云算法”等技术革新,为卡车智能调度系统的发展带来了新的契机,解决了系统多网融合难度大、网络传输延迟高、海量信息处理能力差的技术瓶颈。

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Ouster激光雷达助力矿山发展

Ouster激光雷达。Ouster, Inc.(NYSE:OUST)创立于2015年,总部位于美国加州旧金山,全职雇员125人,是一家美国激光雷达技术公司,于2015年发明了数字激光雷达,是高分辨率数字激光雷达传感器的领先制造商,该传感器广泛用于工业自动化,智能基础设施,机器人技术和汽车行业。Ouster2021312日完成与空白支票公司Colonnade AcquisitionCorp.(NYSE:CLA)的合并而上市。不同于传统激光雷达内部包含了数千个零部件,Ouster数字激光雷达内部只有一个芯片级激光阵列和一个CMOS传感器,大大降低了价格,提高了性能和可靠性。目前ouster根据不同应用场景已生产并广泛销售有OS0OS1OS2ES2产品型号。其产品核心竞争力在于采用Flash

技术研究方向,数字激光雷达架构及搭载L2X芯片,是截至目前ouster设计过的最强大、性能最高的芯片,将最新Rev 06 OS机械旋转系列激光雷达的信号处理能力和数据输出提升了一倍。而在最近ouster又发布了最新Chronos 芯片,这是一款车规级、完全定制化的数字激光雷达接收芯片,将搭载于其DF系列固态激光雷达上。Chronos 芯片是整个DF架构的基础,确保Ouster 能够提供更高性能、更高效且更紧凑的数字激光雷达,帮助量产车实现L2L5级自动化。数字VCSEL/SPAD 技术将成为激光雷达的未来。

Ouster激光雷达与其他激光雷达对比。

激光雷达发展至今,基础功能、研发技术、市场销售量以及适用场景都在不断发展,而在发展过程中也是竞争非常激烈。本次将以下市场主流产品做个简单对比分析。

OusterLuminarVelodyneInnoviz对比



Ouster

Luminar

Velodyne

Innoviz

技术路线基本框架

Flash

MEMS 

MLA

MEMS 

波长

865

905

905

1550

核心技术

数字激光雷达

固态激光雷达

机械式向固态式激光雷达发展

固态激光雷达

成本

数字芯片,重量轻质

质量较重,成本高

质量较重,成本高

质量较重,成本高

回波模式

双回波

双回波

双回波

双回波

应用场景

复杂环境诸如雨天、雾霾、土飞扬、强光等

复杂环境诸如雨天、雾霾、土飞扬、强光等

复杂环境诸如雨天、雾霾、飞扬、强光等

复杂环境诸如雨天、雾霾、尘土飞扬、强光等

严格意义上的Flash激光雷达指一次闪光(激光脉冲)成像的激光雷达。也叫全局快门激光雷达。广义的Flash激光雷达指焦平面阵列成像激光雷达,不一定非要全局快门,也可以局部快门。全局快门型激光雷达产品的典型代表是德国大陆汽车2016年收购的ASC公司。Ouster采用的技术路线Flash在这一方面备受青睐,无扫描器件,成像速度快、集成度高,体积小、芯片级工艺,适合量产、全固态优势,易过车规。相比于velodyne激光雷达,ouster激光雷达产品价格是其1/5,极大满足了广大客户在不同场景的需求。而在一些复杂环境场景中,如矿山无人矿卡中的强光照射、灰尘漫天、雨天泥泞路面感知等方面,ouster激光雷达相比于其他产品扫描速度更快,成像分辨率更高、双回波模式使得环境建模更清晰,获取数据量更大,同时在较为寒冷的环境下,ouster激光雷达能够保障持续运行,为寒冷天气下工作连续性提供了保障。

Ouster矿山应用解决方案。

案例1:除尘拨雾,踏歌智行与Ouster共寻自动驾驶前路。北京踏歌智行科技有限公司成立于2016年,是一家专注于矿用车无人驾驶技术研究、产品开发和无人矿山整体工程化解决方案设计及实施的高新技术企业。踏歌智行与高性能数字激光雷达生产商Ouster强强联手,基于Ouster OS1激光雷达,专为矿区场景量身打造了环境感知算法,为矿区自动驾驶提供高可靠的感知保障。

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案例2:全球第一个极寒无人矿卡运行项目。慧拓智能是中国领先的矿区智能化解决方案提供商,其自主研发的愚公 YUGONG”无人矿山整体解决方案已经应用于国家能源集团、中煤集团、中国宝武马钢集团、中国黄金集团、大唐集团等多个国内顶级能源公司的行业标杆性矿山项目中。

20205月,慧拓智能在宝日希勒露天煤矿正式落地全球第一个极寒环境下大型矿用自卸卡车无人驾驶编组运行项目,这也是国内第一个5G网络下实现5台大型矿用自卸卡车无人驾驶的工业性运行项目。

面对雨、雪、灰尘等可能遮挡激光雷达光罩的物体,Ouster数字激光雷达凭借独有的光学设计,受到的干扰影响较小,仍然能够保持探测数据的可靠性。所有 Ouster的激光雷达都是按照IP68/69K的标准进行设计的,这是目前市场现有产品中防水等级最高的。

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世界首个极寒工况5G+无人驾驶卡车编组

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Ouster激光雷达具备冷启动功能,可以正常稳定地在-40摄氏度的环境下运行,满足车规要求。同时,Ouster数字激光雷达在出厂之前都已经通过了严格的冲击和振动测试,即使长时间运行在颠簸的环境中,也不会影响其数据的准确性。

实现无人矿卡的第一步就是完成对周围环境的3D感知。矿卡属于大型设备,存在较多盲区,因此 需要借助激光雷达所提供的宽广视场角进行零盲区覆盖 。同时,基于高分辨率,激光雷达可以准确探测到前方道路的小石块,确保安全行驶。

截至目前,该项目仍然在正常稳定的运行中,整套无人驾驶系统的可靠性、稳定性、尤其是耐受极寒气候的能力已经得到了充分验证。

    苏州索亚机器人技术有限公司为Ouster公司在中国的代理商,欢迎预定,联系方式:18115550180。


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