1. 定位系统硬件搭建与应用层代码开发
主导矿山无人车多传感器硬件集成,包括激光雷达(Velodyne/Ouster)、GNSS/IMU 组合导航、毫米波雷达、相机等设备的选型、安装调试与兼容性验证,适配矿山粉尘、震动、强电磁干扰等恶劣环境。
基于 ROS/C++ 开发定位应用层代码,实现传感器数据采集、时间同步、数据预处理功能,封装成标准化 ROS 功能包,支撑后续融合定位算法部署;解决矿山弱 GNSS 环境下定位数据跳变问题,提升定位连续性。
编写定位系统故障诊断与日志分析模块,实现定位异常(如丢星、传感器离线)的实时告警与数据回溯,保障矿区无人车 24 小时稳定作业。
2. 定位设备外参标定系统搭建与代码实现
针对矿山多传感器异构部署场景,设计并开发自动化外参标定系统,支持激光雷达 - 相机、激光雷达 - IMU、多激光雷达间的联合标定。
开发标定工具链:包含标定靶标识别算法、标定参数优化求解器(基于 LM 算法)、标定结果可视化与精度评估模块,输出标定报告自动生成功能。
实现标定系统矿山场景适配:支持露天矿大尺度作业区标定、井下无 GPS 环境标定,标定精度优于 0.05m(平移)/0.1°(旋转),已应用于 3 个矿区的无人车标定工作。
3. 矿山二三维地图采集与制作全流程落地
主导矿山三维点云地图、二维占据栅格地图的采集与生产工作,设计 “车载扫描 - 数据预处理 - 点云配准 - 地图切片 - 要素标注” 标准化流程。
开发点云地图优化工具:实现矿山点云去噪(地面点滤除、噪点剔除)、降采样(保留地形特征)、语义分割(区分道路、障碍物、边坡)功能,提升地图轻量化程度与加载效率。
制作的矿山地图已支撑无人矿卡路径规划、避障、定位功能,覆盖矿区面积超 10km²,地图更新周期缩短至 7 天 / 次。
4. 车云作业区地图更新系统设计与开发
设计增量式车云地图更新架构,划分地图数据层级(静态层:道路 / 边坡;动态层:临时障碍物 / 施工区域;路径层:规划路线),实现 “车端局部更新 - 云端融合 - 下发增量包” 的闭环流程。
基于 TCP/IP 协议开发车云通信模块,实现地图增量数据的压缩传输与断点续传,解决矿山网络带宽有限问题;开发云端地图融合引擎,支持多车采集数据的拼接与冲突检测。
部署后实现矿山地图动态更新响应时间<5 分钟,无人车作业效率提升 20%。
5. 车云高精地图引擎系统设计与核心开发
负责车端轻量化地图引擎与云端地图管理引擎的架构设计,采用 “内存映射 + 分块加载” 技术,实现超大矿区地图(10km² 以上)的低内存占用(<2GB)与高速加载(<1s)。
开发地图引擎核心功能:地图查询(周边障碍物检索、路径匹配)、坐标转换(WGS84→矿区局部坐标系)、地图精度校验,支持无人车定位结果与地图的实时匹配。
设计云端地图引擎的版本管理、权限控制、多矿区地图并行管理功能,支撑 5 个以上矿区的地图数据统一管理。
6. 多源传感器融合定位算法设计与开发
针对矿山 GNSS 信号遮挡、多路径效应严重的问题,设计激光 SLAM+GNSS/IMU + 高精地图的多源融合定位方案,采用 EKF/UKF 滤波算法融合多传感器数据。
开发融合定位核心模块:激光里程计计算、IMU 预积分、地图匹配约束、融合滤波求解,实现定位结果的平滑优化;设计定位失效时的降级策略(激光 SLAM 纯定位模式),保障定位连续性。
该方案在矿山复杂场景下的定位精度达到横向<0.1m,纵向<0.2m,满足无人矿卡自动驾驶的定位需求。