為應對礦山智能化發(fā)展需求,推動露天礦山無人駕駛運輸領域的技術革新與產業(yè)升級,踏歌智行聯(lián)合國內頂尖科研機構,正式發(fā)布“露天礦區(qū)無人駕駛場景閉環(huán)仿真測試系統(tǒng)MineSim”。
政策引領露天礦智能化風潮
在全球科技革新浪潮迭起、經濟競爭日益激烈的時代背景下,我國積極布局產業(yè)智能化轉型。2024年4月,國家礦山安監(jiān)局等七部門在聯(lián)合發(fā)布的《關于深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發(fā)展的指導意見》中提出,到2026年,全國煤礦智能化產能占比不低于60%,煤礦、非煤礦山危險繁重崗位作業(yè)智能裝備或機器人替代率分別不低于30%、20%;2030年,建立完備的礦山智能化技術、裝備、管理體系,實現(xiàn)礦山數(shù)據(jù)深度融合、共享應用,推動礦山開采作業(yè)少人化、無人化。為達成這一目標,政策大力提倡以數(shù)字化、網絡化、智能化為方向,探索建立國家級煤礦信息大數(shù)據(jù)分析與共享交換平臺。同步推進網絡安全和煤礦智能化發(fā)展,加快工業(yè)互聯(lián)網和車聯(lián)網、新一代通信技術、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代信息技術在煤炭工業(yè)領域的推廣應用。
露天礦區(qū)無人駕駛場景閉環(huán)仿真測試系統(tǒng)MineSim發(fā)布
面向露天礦區(qū)規(guī)?;療o人駕駛運輸這一重大產業(yè)需求,踏歌智行秉持培育新質生產力的堅定理念,積極響應國家號召,攜手北京航空航天大學、同濟大學、香港理工大學等頂尖科研機構,重磅發(fā)布“露天礦區(qū)無人駕駛場景閉環(huán)仿真測試系統(tǒng)MineSim”。
在當今數(shù)字化科研時代,開源數(shù)據(jù)與共享研究工具已成為推動科技進步的關鍵因素。MineSim 憑借其強大的開源特性,為行業(yè)發(fā)展注入了新的活力。它以踏歌智行服務的眾多露天礦區(qū)海量真實場景數(shù)據(jù)為基礎,構建了一個規(guī)模龐大、覆蓋全面的露天礦區(qū)無人駕駛場景數(shù)據(jù)庫,為礦區(qū)自動駕駛方案的大規(guī)模場景閉環(huán)測試提供了真實、豐富的仿真環(huán)境。通過在場景驅動的閉環(huán)仿真系統(tǒng)中反復測試,能夠快速驗證礦區(qū)無人駕駛方案的可行性和穩(wěn)定性,大幅縮短研發(fā)周期。
同時,MineSim支持露天礦區(qū)無人駕駛安全關鍵場景生成,可模擬各種極端、復雜和危險的場景,讓無人駕駛礦車在虛擬環(huán)境中迭代優(yōu)化,從而提升其在實際運行中的應對能力和安全性。此外,MineSim支持場景為中心的端到端自動駕駛、規(guī)劃任務神經網絡化等礦區(qū)無人駕駛研究領域的前沿探索,為研究人員提供了一個功能強大、靈活多變的研究平臺,加速相關領域的科研進程,推動露天礦山無人駕駛運輸系統(tǒng)向智能化、端到端等先進技術的邁進。
踏歌智行依托大量實際場景提出場景閉環(huán)仿真測試方案
踏歌智行針對露天礦區(qū)復雜環(huán)境中無人駕駛礦車面臨的諸多挑戰(zhàn),精心打造了 MineSim 這一專屬露天礦場景的閉環(huán)仿真測試系統(tǒng),其卓越的設計和先進的功能,為礦區(qū)自動駕駛任務的研究和開發(fā)提供了堅實的技術保障。MineSim不僅提供了可重復的測試環(huán)境和場景數(shù)據(jù),還通過構建礦區(qū)場景庫、閉環(huán)仿真引擎、綜合指標評估體系和豐富場景可視化功能,為礦區(qū)無人駕駛任務的研究和開發(fā)提供強有力的支持。
圖 露天礦區(qū)無人駕駛場景閉環(huán)仿真測試系統(tǒng)MineSim構建過程
1. 礦區(qū)場景庫:來自真實礦區(qū)的大量場景數(shù)據(jù)組成動靜態(tài)障礙物場景庫,為場景數(shù)據(jù)驅動的端到端無人駕駛任務提供數(shù)據(jù)支撐。
2. 閉環(huán)仿真引擎:作為系統(tǒng)的核心,仿真引擎負責加載和解析場景庫中的場景數(shù)據(jù),并依次測試預測-規(guī)劃-運動控制、端到端無人駕駛算法,實現(xiàn)礦車運動學模型更新和周圍車輛狀態(tài)的交互式更新,確保場景閉環(huán)仿真測試的準確性和可靠性。
3. 綜合指標評估體系:用于評估無人駕駛礦車在不同場景下的表現(xiàn),提供安全、平順、效率、任務完成度等綜合量化指標,助力研究人員優(yōu)化算法和策略。
4. 豐富的場景可視化功能:通過直觀的2D和3D可視化工具,用戶可以實時觀察礦車在仿真環(huán)境中的運行狀態(tài)及各模塊數(shù)據(jù)曲線,便于調試和分析。
圖 露天礦區(qū)場景閉環(huán)仿真測試系統(tǒng)MineSim系統(tǒng)架構
圖 來自露天礦區(qū)真實場景數(shù)據(jù)組成場景庫
MineSim的獨特設計充分考慮了露天礦區(qū)的特殊復雜環(huán)境,如重型礦用卡車執(zhí)行機構響應滯后、不規(guī)則道路邊界、異形交叉路口和頻繁坡度變化等非結構化場景特征。踏歌智行整合了大量來自礦區(qū)真實運行的場景數(shù)據(jù),分別構建了動態(tài)障礙物場景庫和靜態(tài)障礙物場景庫。這些豐富多樣的場景庫如同一個龐大的虛擬實驗場,可廣泛應用于開發(fā)和測試無人駕駛礦車與有人駕駛礦車的交互式策略、靜態(tài)障礙物繞行策略以及基于學習的端到端行駛等各類無人駕駛任務,大大增強了系統(tǒng)的實用性和適應性。
圖 場景2D可視化工具
圖 場景3D可視化工具
MineSim的廣泛應用及影響
MineSim不僅為露天礦區(qū)無人駕駛研究提供了可重復使用的測試工具和基準,還為推進非城市和非結構化道路環(huán)境無人駕駛研究提供了技術平臺支撐。研究成果“MineSim: A scenario-based simulation test system and benchmark for autonomous trucks in open-pit mines”已被交通安全領域頂級期刊Accident Analysis & Prevention收錄發(fā)表。
此外,MineSim中的場景數(shù)據(jù)和測試工具已集成至自動駕駛仿真測試公共服務平臺——OnSite,并應用于2024年“第二屆Onsite自動駕駛算法挑戰(zhàn)賽”(第二賽道:非結構化道路場景)。該挑戰(zhàn)賽由國家自然基金委指導,由同濟大學、國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心等機構聯(lián)合主辦,吸引了來自全球超過70所大學和機構的300多支隊伍參與。
圖 學術論文發(fā)表
圖 自動駕駛仿真測試公共服務平臺OnSite非結構化道路測試
參考:
1.Chen Zhifa, Yu Guizhen, Chen Peng, et al. MineSim: A scenario-based simulation test system and benchmark for autonomous trucks in open-pit mines[J]. Accident Analysis & Prevention, 2025, 213: 107938.
2.項目主頁:https://buaa-trans-mine-group.github.io/minesim
3.自動駕駛仿真測試公共服務平臺OnSite:www.onsite.com.cn
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