May 12, 2021

除尘拨雾,踏歌智行与Ouster共寻自动驾驶前路

矿区的自动化车辆运营是怎么样的? 一个词:充满挑战。 晴则尘土飞扬、雨则积水泥泞。 加之道路特征不明显、边界不清晰,无人矿卡经常因误识别灰尘或积水造成紧急限速和限停。 矿区恶劣的环境是对传感器硬件性能和自动驾驶感知算法的双重挑战。

矿区运输自动驾驶领军企业踏歌智行与高性能数字激光雷达生产商Ouster强强联手,基于Ouster OS1激光雷达,专为矿区场景量身打造了环境感知算法,为矿区自动驾驶提供高可靠的感知保障。

目前,搭载Ouster OS1的踏歌智行无人驾驶矿卡已 在包钢集团白云鄂博铁矿、鄂尔多斯永顺煤矿、国家电投霍林河南露天煤矿等多个大型露天矿山批量部署运行,共涉及5个品牌9种车型共计40余台次,年内车队规模将突破150台。

搭载Ouster激光雷达的踏歌无人矿卡
搭载Ouster激光雷达的踏歌无人矿卡

灰尘

首先要面对的是矿区灰尘大的问题。 首先要面对的是矿区灰尘大的问题。踏歌智行将多年积累的大量矿区点云数据与深度学习神经网络Deep-Tage相结合,成功研发出了点云灰尘滤除算法,能够对灰尘干扰进行精准滤除,从而大幅提升灰尘场景下的识别有效性。

对于在车辆运行过程中附着在激光雷达表面的灰尘,Ouster激光雷达凭借更大的光学孔径,能够将此类遮蔽物对输出点云数据的影响降到最低。 这是因为,与相机镜头类似,光学孔径小的激光雷达对遮蔽物的弹性较小,不透明或者有折射影响的遮蔽物会使激光雷达的信号衰减,从而降低像素的探测范围。而当光学孔径较大时,信号强度只会部分衰减而不是被完全阻挡,因此对点云的影响较小。

Ouster所有激光雷达都达到业界最高的防护等级IP68和IP69K。 一方面灰尘和水汽无法进入雷达内部,另一方面经得起频繁的冲洗清洁,能够极好的适应矿区扬尘易污的作业环境。

水坑

对于激光雷达来说,潮湿、雨天和水坑都会带来一定的问题。 首先,Ouster所采用的865nm工作波长在任何条件下都具有较低的水吸性,形成了天然优势,确保了在矿山潮湿的环境下,激光雷达仍然能够输出稳定的点云。 

然而,矿区 路面经常会出现积水,由于镜面反射的原因,激光雷达获得的点云会出现部分缺失,这也是目前激光雷达共同面临的问题。 由此导致无人矿卡将该水坑区域判断为不可行驶区域,造成无人矿卡经常发生限速限停,影响正常运行。 但是踏歌智行联合Ouster激光雷达一同解决了这个问题。

踏歌智行自研的道路可行驶区域检测网络Range-segmentation,通过将三维点云转换为具有深度信息的图像,在此基础上再通过卷积神经网络进行空间特征提取、补足点云,并用踏歌积累的大数据样本进行模型训练及优化,最终有效解决了水坑场景下的误识别问题。

踏歌智行感知算法与Ouster激光雷达的深度融合,解决了运行过程中面对的灰尘、雨雾和水坑等技术难题,为加快无人矿卡商业落地扫除了障碍。 

关于踏歌智行

北京踏歌智行科技有限公司成立于2016年,是一家专注于矿用车无人驾驶技术研究、产品开发和无人矿山整体工程化解决方案设计 及实施的高新技术企业。踏歌智行推出了车-地-云架构的智慧矿山整体系统方案,实现了由云端智能调度管理、4G/5G车联网通信、智能路侧设备和车载智能终端组成的一整套矿山运输无人驾驶解决方案。该方案通用性强,可适配大型矿用自卸车和宽体自卸车两大矿用卡车品类,兼容多品牌多车型,同时支持无人驾驶新车型生产适配和在用车无人化升级改造。踏歌智行服务于国家“新基建”和“智慧矿山”发展战略,不断进行技术创新,以独特技术优势为先导,工程化落地能力为保障,为露天矿山提供安全、高效、经济、绿色的无人运输服务。