采矿环境中本地化面临的两大挑战

自主采矿越来越受欢迎、 随着自动采矿车辆的例子不断出现在主流媒体的报道中.这样做的好处似乎显而易见：将人类从采矿过程中解放出来，安全和效率都得到了提高。但是，如何确保自动采矿车在所有环境下都能准确定位？ 

迄今为止，大部分焦点都集中在露天矿上，有两家公司在自主采矿设备领域占据主导地位：卡特彼勒和小松。随着自主采矿设备的不断普及，新的市场进入者将会有很大的发展空间，前提是他们能够建立起功能符合标准的平台。不过，这项任务非常复杂。

在本博客中，我们将探讨自主采矿卡车面临的两大本地化挑战，并根据我们支持客户创建高性能自主导航系统的经验，讨论如何克服这些挑战。我们还将展示我们的新产品、 WayFinder这是自主采矿的理想选择。

与任何自动驾驶汽车一样，定位解决方案是该系统最重要的组成部分之一。从某种意义上说，它的功能非常简单：告诉车辆它在哪里，以及它在环境中的位置如何。但这些信息可用于多种关键功能： 

+ 它能确保机器人沿着一条路径前进，并能检测到何时偏离了路径。

+ 它为机器人提供了避障的重要信息，使机器人能够在（通常是预先勘测过的）环境地图中确定自己的位置。 

+ 俯仰、翻滚和航向等信息也可用于检测车辆是否有倾覆的危险，从而提高车辆的安全性。 

许多自动采矿车辆定位解决方案都依赖于 GNSS 辅助惯性导航系统（也称为 GNSS/INS）来获取这些数据。但在采矿环境中，定位解决方案需要克服一些独特的挑战。 

在开阔天空条件下，GNSS/INS 利用卫星数据确定其位置，并由其包含的惯性测量单元（IMU）提供支持。然而，矿井并不总是在开阔的天空条件下。即使在露天矿中，采矿车也有可能需要前往天空被遮挡的区域，当然在地下矿井中根本看不到天空。如果没有 GNSS 信号，定位解决方案报告的位置就会开始漂移，从而影响机器人的性能。

当然，您也可以选择使用完全不同的定位解决方案，完全不依赖全球导航卫星系统。但大多数自动采矿卡车需要在全球导航卫星系统信号较强、较弱或不存在信号的区域之间移动。  

您所使用的本地化解决方案必须能够实现以下功能在这些环境之间无缝连接，因此纯粹针对 GNSS 拒绝导航的解决方案可能无法满足开放区域的需要。尤其是考虑到许多 GNSS 拒绝解决方案在较长距离上的性能不佳，而许多自动采矿卡车在矿区内行驶时需要覆盖较长的距离。 

解决方案：实时传感器融合，实现无 GNSS 导航。

如果您在无法使用全球导航卫星系统的环境中工作，可以说最好的方法是使用其他传感器提供定位数据，以支持您的主要导航输出。完全可以使用其他传感器（如车轮速度、雷达和摄像头）创建的数据来防止在全球导航卫星系统被屏蔽的空间内出现位置漂移，并对自主平台进行精确定位。

令人兴奋的是，现在甚至可以使用激光雷达数据对自主采矿设备和卡车进行实时定位，即使在地下矿井中也是如此。WayFinder旨在帮助您在GNSS不支持的环境中获得准确的定位数据，是一个无需额外硬件即可运行的完整解决方案。它使用一种名为 LiDAR Boost 的独特传感器融合技术，将激光雷达数据实时转换为可用于自主导航的定位数据。如果首先使用激光雷达对矿井进行测绘，LiDAR Boost 可通过比较机载激光雷达数据和扫描数据，实现完全可重复的导航。

利用这一解决方案，自动采矿卡车或客运车辆可以从储藏室无缝导航到矿井，然后再返回，同时保持厘米级的定位精度。

了解更多信息： LiDAR Boost 特写博客.

自主采矿车辆不应被仅仅视为一项开支，毕竟它们可以提高安全性和效率，为矿山运营商带来可观的投资回报。但这并不意味着它们可以不计成本。为了改善您的资产负债表，您的本地化解决方案需要尽可能经济地提供强大的性能。 

这一论点超越了硬件本身的性能，尽管这显然很重要。其他需要考虑的影响本地化商业可行性的因素包括： 

+ 进出口流程可能既昂贵又耗时，影响您在海外销售时的商业利益。 

+ 如果您的本地化解决方案难以集成到自主采矿车的其他部分，您就会增加额外的开发成本，从而可能影响产品的整体价格。 

+ 大规模校准和配置本地化解决方案所涉及的工作也会影响您在大规模运营时的商业可行性。 

解决之道：寻找超越自身价值、商业条款具有吸引力的解决方案 

光纤陀螺仪（FOG）系统一直被视为最精确的导航传感器。它们被广泛应用于只有最精确的位置和方向数据才能满足要求的场合。然而，这种额外的精确度会带来额外的成本，这意味着将它们集成到自动采矿车辆中并不现实。 

然而，基于 MEMS 技术的进步，通过先进的算法和校准技术，使更经济的部件具有更高的精度。因此，现在使用 MEMS GNSS/INS 可以获得与 FOG GNSS/INS 类似的结果，而价格只是后者的一小部分。而且，正如我们已经说过的那样，您现在可以使用 WayFinder 在不使用 GNSS 的环境中提高性能。

值得一提的是，OXTS 的所有技术都不受 ITAR 限制，因此出口到世界各地更加容易，成本也更低。如果您正在制造面向海外销售的自主采矿设备，这将为您带来极大的便利。

如果这篇博客启发了您重新思考如何在拒绝 GNSS 的环境中进行定位、 我们 我很乐意与您讨论您的项目。 我们 很高兴与汽车制造商合作 谁能 益处 的全球导航卫星系统的定位能力。 WayFinder如果 这就是 您可以了解有关 WayFinder 的更多信息 这里 或者 请填写下表，我们的团队成员将与您联系，讨论 WayFinder 是否适合您的项目。