内蒙古 锡林浩特026000
摘要：矿山作业的整体环境呈闭塞状态，利用新型矿山运输无人驾驶技术，可以极大提高矿山运输的安全性和作业效率。随着科技进步和经济发展，在相关技术人员的不断努力下，现阶段我国矿山运输无人驾驶技术已经取得了长足的发展。
关键词：露天矿山运输；无人驾驶；关键技术；标准
1露天矿山运输无人驾驶关键技术特点分析
1.1作业方式
首先,在露天矿山运输中，其车辆的日常作业包括装载、卸矿、加油、收车等，一般是根据作业起点到终点的距离，根据作业内容、次数等信息利用无人驾驶技术进行分配。其次，在外部输入方式中，无人驾驶系统可与矿山智能调度系统的接口进行匹配,并促进智能调度系统向车辆下发作业指令,将无人驾驶系统内部以作业任务信息进行调整,并分配到调度员,最终完成矿山
任务。例如，在矿卡完全无人自主运行的“装、运、卸”作业时，可与遥控推土机、电铲、洒水车、平路机和指挥车等辅助作业车辆形成了一套完整的露天矿无人运输作业系统。同时，也可以使煤矿无人驾驶卡车编组出安全示范工程，进而以安全评审和科技成果鉴定促进无人驾驶技术在矿山领域发展达到国际先进水平。
1.2外部联系
首先，在无人驾驶系统与外部进行联系时，是以接口进行的。其接口可分为人员接口与设备接口，其外部关联人员主要是根据调度、调度员、地图、挖掘、加油等完成车辆任务。其次，在外部关联设备中包括无人驾驶矿用自卸车，在安装了无人驾驶系统后调度员可直接通过无人驾驶系统向矿用自卸车发送任务，并以无人驾驶系统控制车辆执行操作。与此同时，无人驾驶系统可根据车辆情况反馈到各种状态并针对数据信息进行处理,其中包括运行情况、车辆本身情况、故障问题等，以此通过显示页面下发到调度员。最后，在矿用卡车调度系统中，可根据无人驾驶系统接收并执行调度，以此为无人驾驶矿用自卸车分配作业，在矿山环境恶劣时无人驾驶可对环境进行检测，并提供矿山天气、状态、洪灾等信息，以此为矿山任务形成完善的外部联系，并完成矿山各项工作。例如，在取代传统人力驾驶的燃油车辆在以
无人驾驶技术进行运输作业时。可有效以自身的智能识别红绿灯、自主避让行人、稳定通过提升门，在雨天、夜晚也可实现完全无人运输，适用于室内外多种复杂工况以及雨雾雪等恶劣天气，实现总装车间零部件转运的智慧升级。
1.3道路运输
在无人驾驶技术系统的控制下可在道路运输中根据系统规划的路径进行自动运输。无人驾驶技术系统在该方式中可主要控制车辆的沿线路径以及实际行驶情况。一般来说,道路运输有三种情况，如双车道、单车道、交叉道。在双车道中，车辆可根据行车规则行驶并在对应车道内，排除障碍物；在单车道中，其单车道分为单车道区域、单车道接近区域。在单车道行驶中是在同一时间允许一辆车通过；在交叉路工况中，在该区域内已经存在车辆时，应禁止其他车辆进入。
2矿山运输无人驾驶关键技术
2.1环境感知
环境感知是指采用毫米波雷达、相机、激光雷达等传感器检测周围环境(障碍物和可通行区域)
，通过多目标跟踪、多源传感器信息融合等技术了解环境信息，为无人驾驶决策提供依据，是无人驾驶实现的前提和保证。环境感知关键技术包括目标检测、多传感器融合和环境预测。目标检测技术是采用典型传感器包括毫米波雷达、激光雷达、摄像头等对周围环境目标进行识别。多传感器融合技术是考虑信息不确定性，对多个传感器信息进行融合，以提高对环境感知的准确性。环境预测技术是在高度复杂和不确定性驾驶环境中对运行环境短期和长期变化进行预测，以提高系统决策能力。相比于乘用车自动驾驶系统，矿山无人驾驶运输系统的工作环境恶劣，主要表现在灰尘多、振动大、极寒极热天气频繁等方面，因而对环境感知技术提出了挑战。（1）矿区扬尘大且时有沙尘天气，可能严重影响传感器的探测性能，包括探测距离和感知精度。为提高环境感知模块在多尘环境中的感知能力，矿山运输无人驾驶系统应采用多源异构传感器融合的方法：一方面，矿山运输无人驾驶系统安装多个对灰尘敏感度低的毫米波雷达传感器，在时间和空间上融合多个毫米波雷达信息，提高感知精度和鲁棒性；另一方面，融合包括毫米波雷达、激光雷达和摄像头等多种传感器信息，充分利用各种传感器的感知特性，提高感知模块在各种矿山环境下的感知能力。（2）矿区道路多为碎石、泥土等，表面凹凸不平，无人驾驶车辆在行驶时冲击与振动强烈，对环境感知模块的自适应能力和抗扰动能力提出了挑战。在凸凹不平路面上，传感器包括激光雷达、摄像头和
百度无人驾驶汽车毫米波雷达会随着矿车的振动而振动，传感器探测的环境信息会发生较大的跳变，无人驾驶系统需根据探测信息变化，估计道路的不平度，判断振幅大小，实时动态调整感知算法参数，以提高感知算法的自适应能力和抗干扰能力。
2.2决策与规划
决策与规划分为行为决策和运动规划。行为决策指无人驾驶车辆接收到传感器感知信息后，将传感器信息进行融合，之后通过智能算法学习外界场景信息，根据驾驶需求从全局的角度进行任务决策。根据划分的层面，运动规划可分为全局路径规划和局部路径规划两种：全局路径规划是根据所获取的地图信息，通过一些特定的约束条件，规划出两点间多条可选安全路径，并在这些路径中选取一条最优的路径作为车辆行驶轨迹；局部路径规划则根据局部环境信息、上层决策任务和车身实时位置信息，在满足一定运动学约束下，考虑实时车辆动力学因素，包括行驶轨迹、速度、方向和状态等，为提升无人驾驶车辆安全性和高效性，规划出局部空间和时间内车辆的期望运动轨迹。
2.3控制与执行
无人驾驶汽车的控制与执行技术主要为使车辆在不同道路和场景下都能保持自适应能力和鲁棒性较强的主动控制，以实现车辆按照期望速度行驶并跟随前方车辆等技术动作。车辆的控制主要分为纵向控制和横向控制，纵向控制一般为控制车辆的行进速度，横向控制则是控制车辆的车轮转向角等。
3现阶段我国矿山运输无人驾驶技术标准
3.1SAE汽车自驾技术标准
美国汽车工程师学会（SAE）将自动驾驶技术标准程度分为6个等级，并对自动驾驶系统的整体发展方向进行了专业计划，从而在对应的产业内得到发展。自动驾驶技术的阶段性等级划分对矿山运输方面有重要的参考意义，同时也能够为无人驾驶技术的改进提供参考，保证矿山无人驾驶运输工作的标准性。
3.2矿山运输具体标准
现阶段我国并没有建立系统性的矿山运输无人驾驶技术体系，也没有建立矿山运输无人驾驶技术标准，整体制度性并不完善，但近年来我国在矿山运输行业中已经有了较为明确的矿山
运输通用标准，相应的煤矿产业标准、矿山机械设备运输等一系列的标准制度，可以更好地对整体矿山的运输环境、矿山道路、矿山运输技术等进行研究和分析，同时也为我国的矿山运输无人驾驶技术提供研究基础。现阶段的矿山运输无人驾驶技术的发展应立足于我国矿山运输的实际情况，逐渐打造符合我国矿山运输行业的标准体系。
结束语
运输在露天矿山开采中占有十分重要的地位，矿山运输中的无人驾驶技术需要多种学科技术相互融合发展，目前我国已经将具体学科技术进行融合，相关技术人员也在不断研究和完善相应的技术，相信经过各方面人员的不断努力，最终能够打造出优秀的矿山运输无人驾驶标准体系，推动矿山运输行业的发展。
参考文献：
［1］戴亨，张巴图.露天矿山运输无人驾驶系统作业方式［J］.露天采矿技术，2020，35（5）：20-24.
［2］刘伟芳，吴迪.国内外露天矿山无人驾驶技术发展现状［J］.露天采矿技术，2020，35
（4）：32-34，38.
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