蓝翔未来地位不保?自动驾驶工程机械未来已来

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自动化自动驾驶
亿欧
崔粲
2017-10-31 08:35
[ 亿欧导读 ] 自动驾驶工程机械如果技术成熟,应该会有比较广阔的应用,届时蓝翔或许将真的面临危机。目前无人工程机械才刚刚起步,从遥控方案逐渐向自动驾驶过渡,离技术和产业成熟,还有很长一段路要走
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自动驾驶无疑是当前非常热门的领域,人们对于L5级别的全自动驾驶充满了期待。然而,要让自动驾驶落地,还是需要先从相对简单的情况入手,如L2,L3级别辅助驾驶,或者从一些相对简单的小范围应用场景,如厂区、园区内摆渡车等。

工程机械施工作为一种小范围应用场景,似乎也是无人驾驶可以优先考虑的应用领域,不过目前关注度似乎还不高。但其实在工程机械领域,无人工程机械实际已经有不少。

国外:自动驾驶已经有应用

国外著名工程机械公司,如卡特彼勒、小松等,都一直在研发无人工程机械,小松的自动驾驶矿山自卸车直接取消了驾驶室,已经在澳大利亚和智利投入实用。一些自动驾驶创业公司也开始出现。

小松集团:无人驾驶矿山自卸车

矿山里都是大型机器在运作,人比较少,矿用卡车的工作环境相对单一,行驶的路程比较短且重复,是非常适合无人驾驶的领域,相关企业在这方面研究的也比较早,从2008年开始,力拓就与小松集团合作,在智利和澳大利亚皮尔巴拉地区试验自主研发的自动运输系统(AHS)。16年9月,小松展出了无人驾驶矿用自卸车,直接取消了司机驾驶室。

这款无人驾驶矿用自卸车长15米,光是轮胎高就有8.5米,有效荷载为230吨,最大功率2700马力,最高时速64公里/小时,外形上与传统的矿用自卸车在外形上没有太大差别。但是这辆卡车取消了司机驾驶室,利用无线网络和障碍物检测技术来实现无人驾驶。

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因为驾驶室的取消,车辆更加均衡,四轮驱动,四轮转向,四个轮子均匀承重,同时前进和倒车的概念也变得模糊,不再需要掉头,使车子的运动能力更强。

目前,这款自卸车已经投入实际应用。据小松方面统计,他们的翻斗车已经运送了 10 亿吨材料,主要集中于澳大利亚和智利两国。

Built Robotics 自动驾驶推土机

Built Robotics前几天完成了 1500 万美元的融资,他们最近公布了他们研发的自动驾驶推土机的宣传视频。

自动驾驶推土机

Built Robotics 的自动驾驶推土机使用激光雷达、GPS 等传感器来探测周围环境,同时这些传感器针对施工现场高幅度、高频率的震动进行了特殊设计,整个检测模块做成了一个大盒子顶在驾驶室上方。Built Robotics 的增强型 GPS 据称可以到达对车辆的亚厘米级定位。

自动驾驶并不能提高推土机作业效率,但是Built Robotics 表示他们的自动驾驶推土机不会发生危险,也不会感到疲劳,可以 24 小时不停歇工作。

Robo Industries Inc 

今年3月ConExpo(全球最具影响力的工程机械展会 )展上,一家休斯顿的Robo  Industries Inc 展示了他们研发的无驾驶舱工程机械设备,实现了全球10厘米精度自动驾驶+2厘米精度智能作业+云端数据分析+深度机器学习的推土机自动驾驶。

Robo无人推土机

Robo研发的无人智能控制系统,据称综合使用了RTK GPS, 3D和2D激光雷达,毫米波雷达,IMU,激光阵列雷达,计算机视觉系统、速度、压力、温度传感器,高精度相机等多种传感器和技术。使工程机械自动驾驶,自主作业,360度识别和规避障碍,并配合云端的控制中心,智能调节当前任务。

国内:遥控驾驶早已遍布,自动驾驶还很少

国内的工程机械厂商也很早就开始研究无人化,推出了很多成熟的遥控类产品。但基于多传感器和深度学习的自动驾驶产品还很少。

厦工、三一:遥控驾驶挖掘机

15年工程机械展上,厦工、三一等都展出了各自的遥控驾驶挖掘机产品。

无人挖掘机

遥控驾驶挖掘机对挖掘机进行了改造,将需要人操作的装置全部用电动执行机构来代替,另外在动臂、斗杆和铲斗液压缸都内置了行程传感器,可以精确地测量液压缸行程和速度,用于工作装置的控制和工作装置的位置计算。操作时,驾驶员在附件通过平板遥控操作,遥控距离一般最远在500-1000米。

山推:遥控驾驶推土机

山推集团在2015年首次展示一款遥控驾驶推土机DE17R,遥控距离1000米,2016年小批量投放市场。

无人推土机

三一:无人驾驶振动碾

17年1月,三一压路机改装的5台高性能无人驾驶振动碾正式投入大渡河长河坝水电站高坝建设,实现了国内首批高性能无人驾驶振动碾集群化作业。尚不清楚这几辆设备究竟是自动驾驶,还是遥控驾驶,从视频看自动驾驶可能性较大。

无人压路机

一汽解放:遥控驾驶公路自卸车

2017年4月,一汽解放推出了国内首辆遥控驾驶自卸车。操作人员通过遥控器在1公里之外就可以控制自卸车的行驶、转向、货箱升降等动作。

无人自卸车

无人驾驶工程机械是不是未来

由上可见市面无人类驾驶工程机械已经有不少,并且大致分成了遥控和自动两个技术阶段。遥控工程机械技术相对简单,产品已经比较成熟且投入了实际应用,自动驾驶工程机械目前则只在国外有少量应用。那么无人驾驶工程机械会不会成为未来的主流?

无人驾驶工程机械未来能否普及,起决定作用的,首先还是施工企业有没有动力更换设备。

遥控式工程机械的使用场景明确。地震、洪水、海啸等灾害现场以及高温、高寒、高海拔、高辐射等恶劣工况施工,操作人员常常有生命危险。这些场景对遥控设备的需求比较强烈,毕竟无人设备遇到事故能够保住人命。不过这种特种作业工况的整体市场空间似乎并不大。日常工况的话,把驾驶员从驾驶室移到外边操作机械,倒是似乎意义并不大。蓝翔们每年批量培养的大量驾驶员,依然是目前的主力。

做到了自动驾驶,考虑节约人工的话,得看人工成本到底高不高。据一位土木专业人士的介绍,一个工程,比如修一条路,工程机械费用占总费用的15%~20%左右,工程机械人员工资则是占到总费用的2%左右。考虑到很多大型工程投资都以亿为单位,加上利润对成本的敏感性,节约2%的人力成本并不是小数。加上自动驾驶机械可以24小时工作,总体应用工程机械的价值似乎还是不小的。

不过从技术层面看,遥控方案已经比较成熟,自动驾驶还只是刚刚开始。与目前发展火热的无人驾驶汽车相比,自动驾驶工程机械技术上可能更难。自动驾驶汽车是在适应环境,只是控制车辆运行,而工程机械不仅要适应环境运行,还要主动去作业改变环境。识别复杂环境并作业似乎没那么简单,目前的自动驾驶都是推土机、压路机、自卸车这种作业比较简单的,还没看到装载机这种作业复杂的工程机械。澳洲的大型矿场等地方,地广人稀,人力成本高,工程车的运行相对简单,促成了无人驾驶自卸矿车的最早应用。

目前无人驾驶工程机械研发厂商的背景,也给研发带来了挑战。目前从事国内无人工程机械研发的,都是工程机械厂商,他们在机械、液压等相关领域有深厚积累,但是在自动驾驶相关的激光雷达、传感检测、图像处理等领域,则没有太多技术积累。即便是专做无人驾驶的技术厂商,参照无人驾驶的技术进步速度,要做到工程机械完全自动驾驶,似乎还需要很多年。

总的来看,自动驾驶工程机械如果技术成熟,应该会有比较广阔的应用,届时蓝翔或许将真的面临危机。不过目前无人工程机械才刚刚起步,从遥控方案逐渐向自动驾驶过渡,离技术和产业成熟,还有很长一段路要走。


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