V2X技術(shù)在無人礦山中的應(yīng)用及測(cè)試場(chǎng)景庫和系統(tǒng)

2018年12月7日-8日，以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、技術(shù)引領(lǐng)”為主題的2018第六屆“汽車與環(huán)境”創(chuàng)新論壇在上?！ぐ餐ふ脚e辦。本次論壇完整覆蓋汽車行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的研討，旨在進(jìn)一步促進(jìn)整車企業(yè)與零部件企業(yè)之間對(duì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的探討、加強(qiáng)汽車行業(yè)專家之間的交流互動(dòng)、增強(qiáng)整車與零部件企業(yè)的交流、搭建合作平臺(tái)，通過活動(dòng)促進(jìn)汽車零部件產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型升級(jí)、打造更具競(jìng)爭力的整零協(xié)同創(chuàng)新關(guān)系，助力實(shí)現(xiàn)向汽車強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。以下是吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授、博導(dǎo)王健在本次論壇上的發(fā)言：

吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授、博導(dǎo)王健

今天聽了很多很高大上的報(bào)告，我分享一下我們公司在實(shí)際落地工程上的一些經(jīng)驗(yàn)。給大家看一個(gè)這個(gè)月我們?cè)趦?nèi)蒙煤礦遇到的一個(gè)情況，挖礦灰特別大，攝象頭就會(huì)被擋住，這個(gè)視覺方案是不起作用了，然后激光雷達(dá)比較昂貴，現(xiàn)在一個(gè)具體的方案就是用通信的方案來解決。

目前在礦場(chǎng)沒有90后，80后的都很少，在礦上對(duì)人的需求就非常迫切。它是一體化的管理，在整個(gè)解決方案里面通信是起到非常核心的作用，所有狀態(tài)的監(jiān)控，所有數(shù)據(jù)的采集，所有控制指令的下發(fā)。這個(gè)里邊是沒有攝象頭的。我們會(huì)用無人機(jī)遙感整個(gè)道路，測(cè)繪出高精度地圖，把地圖存在云端，在云端進(jìn)行一體化管理。

挖掘機(jī)都是無人化挖掘的，這個(gè)是均勻化的挖掘。當(dāng)挖非均勻材質(zhì)的時(shí)候不能無人化。我們會(huì)根據(jù)高精地圖繪制完成后，在云端做規(guī)劃，直接在云端做決策控制車進(jìn)行執(zhí)行。我們公司投入了很大的精力在做集群系統(tǒng)。

重點(diǎn)講一下為什么做挖礦這件事，假設(shè)一個(gè)礦有350臺(tái)車，不管是重卡還是寬體都算上，一臺(tái)車是2個(gè)司機(jī)，礦基本是24小時(shí)運(yùn)行，每個(gè)司機(jī)工作11個(gè)小時(shí)左右，從6點(diǎn)鐘開始工作。司機(jī)每個(gè)月工資差不多7-9千元不等，按照8千來算，一個(gè)月工資就是560萬人民幣，乘12個(gè)月，一個(gè)礦上一年的支出是6720萬人力費(fèi)，一個(gè)車按兩年來算，因?yàn)閺男萝囐I來兩年以后這個(gè)車一般會(huì)有些損耗，乘2，兩年的人力成本支出就是1.3個(gè)億。

它的設(shè)備成本我們要改造無人車，變成線控，加通信裝置，加一定的控制裝置，定位裝置，平均38萬左右，同樣要1.3個(gè)億，這意味著兩年可以回收整個(gè)無人礦山所有的無人成本，投入一次，兩年之內(nèi)都回收回來，這是能省多少錢。

另外是能多賺多少錢，剛剛我說了一句話，一旦上了無人礦山，以后24小時(shí)不休息。兩班倒中間有一個(gè)午休，從12點(diǎn)到1點(diǎn)是吃飯時(shí)間，所有的車全部停下來，一個(gè)小時(shí)礦山是停工的，意味著一個(gè)小時(shí)的時(shí)間如果說原來挖煤一個(gè)小時(shí)一般差不多可以挖兩次，半個(gè)小時(shí)挖一次。挖兩趟350臺(tái)車，拉45噸，煤價(jià)每噸500元，一天就能幫他多賺出1575萬元，如果是挖土，按方來算，一立方70元，挖土一個(gè)中午一小時(shí)挖掉245萬元的土方，兩個(gè)合二為一，乘上12個(gè)月，乘上24天。所有的車一個(gè)月不是滿負(fù)荷工作，除節(jié)假日、下雨，休息七天，一個(gè)月工作24天，乘上去之后，用無人車?yán)耗軒湍愣噘?5億，如果說挖土能幫你多賺7個(gè)億。

攝象頭我們?cè)谟玫臅r(shí)候，挖掘機(jī)倒土鏡頭就會(huì)被遮住，就看不到，我們前面加一個(gè)罩可以灑水，灑完水之后一小時(shí)之內(nèi)都是可以工作的，灑多了過一小時(shí)全部模糊了，再撒還模糊，慢慢就模糊掉了，再噴水就沒有用了。

這是無人挖掘和重卡在一起，把煤挖上來，挖到土坯場(chǎng)，然后給到重卡，然后運(yùn)到站臺(tái)把煤運(yùn)走這樣的一個(gè)方案，這個(gè)方案決定了我們的測(cè)試場(chǎng)景。我們的車現(xiàn)模擬很難，因?yàn)槟莻€(gè)車很大。你沒有辦法像我們乘用車一樣到測(cè)試場(chǎng)跑一下，因?yàn)槟莻€(gè)剎車你如果說急剎很容易把那個(gè)大的剎車剎壞了，在對(duì)于這種無人礦場(chǎng)做測(cè)試的時(shí)候，我們現(xiàn)在的方案都是采用虛擬化的測(cè)試方案。先在模擬器上跑，跑完之后才能上真的車做實(shí)驗(yàn)。

完成幾個(gè)場(chǎng)景，完成自動(dòng)裝載，完成空載行駛，完成重載行駛，完成自動(dòng)卸載。我們的車滿載是110噸，拉滿以后重載限速是30公里/每小時(shí)，測(cè)試這種情況下它的兩車會(huì)車，煤的道橫看大概有20多米的寬，兩車會(huì)車的時(shí)候就很容易把對(duì)向車道的車當(dāng)成是你要防碰撞的，AEB就會(huì)觸發(fā)出來，要測(cè)試一下什么樣的一個(gè)算法，讓兩邊的會(huì)車在沒有雷達(dá)的情況下，能夠支撐在礦上讓兩個(gè)車在30公里/小時(shí)安全運(yùn)行。

做這個(gè)無人礦場(chǎng)的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)場(chǎng)景庫決定了產(chǎn)品所應(yīng)用的場(chǎng)景，比如說現(xiàn)在針對(duì)于礦山設(shè)計(jì)出一個(gè)場(chǎng)景庫出來，我來測(cè)試這個(gè)礦廠。但是這個(gè)礦山的場(chǎng)景庫只能用于測(cè)試礦山的產(chǎn)品，你拿去做成車就不好用，只能決定在礦山這個(gè)場(chǎng)景的使用方法。

我現(xiàn)在對(duì)場(chǎng)景庫的理解是決定了一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景的，我們就做了一個(gè)這樣的東西，這個(gè)是我們現(xiàn)在用來做V2X測(cè)試的一個(gè)場(chǎng)景庫的方法，我們現(xiàn)在在礦區(qū)里面踩路，礦區(qū)的路相對(duì)設(shè)計(jì)是有嚴(yán)格規(guī)范的，比如說坡度、寬度、盤旋都是嚴(yán)格的，能夠羅列出來把它全部求取出來，功能很簡單，裝載、卸載、空載、滿載四個(gè)工況列出來，我們參數(shù)速度、剎車距離把這些都設(shè)計(jì)好以后，就形成了一個(gè)可以針對(duì)于礦用車輛完成的一個(gè)V2X技術(shù)方案下的一個(gè)測(cè)試場(chǎng)景庫。然后把這些基本要素組成寫好，這個(gè)是我要測(cè)的各個(gè)參數(shù)，對(duì)所有參數(shù)都是放在虛擬場(chǎng)景庫里面的。

這是做的另外一個(gè)事情，我們幫甲方實(shí)現(xiàn)基于V2X無人駕駛能力，甲方就會(huì)問一個(gè)非常重要的問題，他關(guān)心的是我有了V2X之后，這個(gè)產(chǎn)品本身增加了哪些賣點(diǎn)，他們要求我們?cè)偃プ鲆粋€(gè)基于V2X無人駕駛商品評(píng)價(jià)的研究，到底哪個(gè)方面評(píng)價(jià)，這個(gè)東西加了V2X有多好，沒有加有什么壞處。

這個(gè)就是我們被測(cè)物，硬件設(shè)備、軟件設(shè)備、測(cè)試工況。我們測(cè)試切入的點(diǎn)注入的是原始信號(hào)，還是真值，測(cè)試原始信號(hào)是傳感器一同測(cè)，真值是測(cè)的背后的傳感算法，或者算法本身看你輸入的情況不一樣。

這是我們現(xiàn)在的一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品，一個(gè)臺(tái)架。前面看到的表格會(huì)選出場(chǎng)景出來，通過發(fā)射設(shè)備發(fā)出來，經(jīng)過信號(hào)源衰落，衰落給被測(cè)物，把它們合在一起完成整個(gè)V2X測(cè)試。

這是一個(gè)主測(cè)車，這是一個(gè)被測(cè)車，你在上位機(jī)把你要測(cè)試的工況都設(shè)置好，經(jīng)過它進(jìn)行衰落，這個(gè)衰落模型可以調(diào)，這個(gè)上位機(jī)可以動(dòng)態(tài)的下發(fā)參數(shù)。把這個(gè)信號(hào)下發(fā)給被測(cè)物，被測(cè)物給他一個(gè)預(yù)警，然后再回來形成一個(gè)閉環(huán)的報(bào)告，記錄什么時(shí)間有一個(gè)什么樣的工況，被測(cè)物是改不了的，這個(gè)是由這個(gè)天線產(chǎn)生出一個(gè)人造出來的位置，欺騙被測(cè)物產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)態(tài)的比例出來。

這個(gè)是實(shí)測(cè)的結(jié)果，這個(gè)信號(hào)完全是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，通過上位機(jī)的閉環(huán)能夠把信號(hào)激發(fā)出來，捕捉到這個(gè)彈窗什么時(shí)間彈出來的，查到底是漏報(bào)還是誤報(bào)。這個(gè)是信通院的環(huán)境，這個(gè)是IMA的算法，測(cè)它的工況。大家做過Simulink都明白，可以生成代碼放到盒子里。這邊是所有的參數(shù)，謝謝大家。