希迪智驾无人矿卡

随着汽车智能化、网联化技术发展，特定园区物流及露天矿区运输等特定区域自动驾驶已经陆续实现。

矿区的生产运输一直以来存在多个痛点：安全事故频发、司机招聘困难、管理运营成本高。但矿区由于行业特殊性生产运输区域内受到严格管控、禁止外来人员进入、具备封闭无闲杂人员的特点。同时，矿区运输有严格的路线规划每辆矿车都在固定路线上进行点对点运输，时速往往不超过30km/h。

近期希迪智驾（CIDI、长沙智能驾驶研究院）针对矿区的特点研发的智慧矿山无人驾驶矿卡在内蒙某矿场正式投入使用，并且提供虚拟驾驶舱远程遥控驾驶、四路视频回传、驾驶模式切换、紧急情况介入、车辆状态远程监控等功能。

无人矿卡感知示意图

矿区无人驾驶解决方案

希迪智驾将L4级远途运载卡车自动驾驶技术运用到矿卡领域，并且通过毫米波雷达、激光雷达、摄像头的组合来完成对矿区障碍物测距、测速、躲避等任务，其中三种传感器都有着自身的特点：

毫米波雷达采用30～300GHz(波长为1～10mm)的方案。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的优点。

毫米波雷达有穿透雾、烟、灰尘的能力强，可以满足全天候检测的能力（注：暴雨天会受到影响）。另外，毫米波雷达能分辨识别很小的目标，并且能同时识别多个目标。

激光雷达拥有发射激光束探测目标的位置、速度等特征。其原理是向目标发射探测信号,然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行分析后获得目标的相对坐标信息,同时发射多个激光束就能获取目标的外部轮廓从而进行目标的识别。

摄像头，一般具有视频拍摄、影像抓取等功能，它是由镜头采集图像后，由摄像头内的感光组件电路及控制组件对图像进行处理并转换成电脑所能识别的数字信号后由软件再进行图像还原。

通过以上三种感知传感器无人驾驶矿卡将实现100米内的物体识别，如矿区指示牌、工作人员、障碍物、停泊车位等。

单就希迪智驾此次交付地区来看，由于矿卡作业环境位于内蒙古东部地区，该地区受温带季风气候影响要大于温带大陆性气候，每年春季四月中旬至五月底多风暴沙尘天气，秋季八月中旬至九月底气温炎热多暴雨。

当矿卡春季在矿区作业时遇到沙尘天气会对激光雷达发射光束后回传的光束信号数据有影响，会导致回传数据偏差，这时智能矿卡就可以通用使用毫米波雷达和摄像头来继续完成矿区运输作业。

当矿卡秋季在矿区作业时，大暴雨则会对毫米波雷达有影响，不能使毫米波雷达百分百的投入作业任务，此时激光雷达和摄像头会继续帮助矿卡完成自动驾驶任务，在内蒙古这样多变的天气条件下三种传感器互相配合，使矿卡的感知系统在矿山的恶劣环境下全天时全天候进行感知。

无人矿卡工作示意图

希迪智驾的无人矿卡并非严格意义上的L4级自动驾驶车辆，它的无人化是通过部分自动驾驶和远程智能驾驶来完成。在复杂度较高的装载和卸载矿石作业流程中，由于矿卡车身体积巨大，存在不少视觉盲区。

希迪智驾远程遥控驾驶系统不仅能提供前后方视频画面，还提供了顶部视野的俯瞰图和侧方姿态图，给驾驶员提供了360度无死角的观察视野。

结合着高精地图和三重定位方案（包括了RTK差分定位、点云匹配定位、高精度相对定位系统）由驾驶员在远处利用V2X技术进行操作。从装载点向卸货点运输途中使用自动驾驶模式，到达装载点或者卸货点可以切换驾驶模式，驾驶员可以通过虚拟驾舱远程驾驶来完成矿卡的装载和卸货作业。

矿区中实现无人化驾驶不仅节省人工成本，还可以保证工作人员的安全。矿区无人驾驶系统是一种兼具运营管理、在线状态监测、应急驾驶安全接管等功能的云端化网联自动驾驶集成解决方案。

无人矿卡远程智能驾驶舱

实时通讯与车路协同系统

为了弥补单车智能驾驶上的短板，希迪智驾还在矿区搭建了车路协同V2X通信网络，车路协同具备超视距感知能力，检测视距范围以外的道路上存在的障碍物，如矿区中的碎石、坑洼路面、前方的作业矿车的距离。

此时，若依照车内保存的历史地图进行自驾行驶，容易发生交通事故，通过提前预知前方道路信息状况系统会给作业矿卡提前设定路线完成避让。

希迪智驾运用自主研发的智能网联系统，控制和视频信息可通过DSRC、LTE、LTE-V三种方式做到实时回传矿卡车辆信息，比如车辆在矿区的位置、车辆的油耗和油量等。

由于使用智能网络统一管理矿区车辆并且监控车辆信息，后台系统每20毫秒给作业车辆发送一次信号，收到回传信号后车辆可以继续完成矿区作业，当系统发出信号后没有得到回传信号时，系统就会断定车辆失联并且停止失联车辆的当前作业任务。

驾远程遥控驾驶系统示意图

在矿山通讯网联方面，希迪智驾智驾平台总监刘洲表示除了现有V2X的部署方案，希迪智驾也将把5G应用到矿山的无人驾驶系统中来，5G的优势在于极低延迟和高带宽等优点非常适合矿山的矿卡自动驾驶、远程驾驶和电铲等其他设备的远程驾驶，矿区可能会成为5G率先落地的典型场景，将为矿车的自动驾驶、远程驾驶和矿山的数字化带来更多的可能性。

智慧矿山体系

基于V2X智能网联系统，通过“V2X+矿区”解决方案，矿卡加载OBU、矿区布置加载RSU与视觉传感器的智能标杆，并通过云端对车辆进行统一管理。

矿卡由控制中心管理控制，为每辆车指定运输路线，车辆通过接收无线指令以合适的速度按照目标路线运行, 根据行驶路线、自身位置、周围环境等信息自动行驶，完成装载、运输、卸载的循环运作流程。

智慧矿山系统

总结

矿卡智能化+矿区环境智能化，希迪智驾对于矿区的自动化布局并非仅仅打造一辆无人驾驶矿车，它结合着V2X通信网络、带有感知能力的场端智能设备、云端控制中心，希迪智驾推出的是智能矿山管理系统。

云端控制中心对整个矿场具备全局感知能力，进而为每辆矿车指定运输路线，车辆接收到命令后，根据自身的感知能力，自行完成行驶与装卸工作。