Autonomer Bergbau mit Präzisionsnavigationssystemen

Die Integration von Spitzentechnologien wie 5G, künstlicher Intelligenz (KI) und dem Internet der Dinge (IoT) treibt Innovationen in allen Branchen voran. Im Bergbausektor revolutioniert die autonome Fahrtechnologie den Betrieb, wobei hochpräzise Positionierungs- und Navigationssysteme eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung von Sicherheit und betrieblicher Effizienz spielen. Diese Systeme liefern Echtzeitdaten zu Position, Lage, Geschwindigkeit und Zeit (PAVT), die für autonome Systeme in komplexen, dynamischen Umgebungen entscheidend sind.

Heute werden autonome Lkw in großem Maßstab eingesetzt, was einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung intelligenter Ökosysteme für den Bergbau darstellt. Der Bergbaubetrieb ist jedoch mit besonderen Herausforderungen verbunden, darunter raue Bedingungen, unwegsames Gelände und dichter Verkehr. Um diese zu meistern, sind integrierte GNSS- und Trägheitsnavigationslösungen unerlässlich, die die Genauigkeit und Zuverlässigkeit bieten, die für die Unterstützung der nächsten Generation autonomer Bergbauanwendungen erforderlich sind.

EACONs unbemannte Bergbau-LKW-Flotte

Förderung des intelligenten Bergbaus durch gemeinschaftliche Anstrengungen

Präzisionsnavigation für autonome Transportfahrzeuge

In den letzten Jahren hat sich der CGI-610 GNSS/INS-Sensor von CHCNAV zu einer Schlüsselinnovation in der Branche der autonomen Förderfahrzeuge entwickelt. Durch seine Partnerschaft mit Eacon, einem führenden Unternehmen im Bereich unbemannter Bergbaufahrzeuge, unterstützt CHCNAV die Umgestaltung intelligenter Bergbaubetriebe.

Ein bemerkenswertes Beispiel ist eine groß angelegte Bergbaustelle in der Region Zhundong in Xinjiang, China. Dort sind mehr als 200 autonome Förderfahrzeuge - jedes mit einem Gewicht von über 100 Tonnen - mit dem CGI-610-System ausgestattet. Diese Fahrzeuge führen Aufgaben wie Beladen, Transportieren und Entladen mit bemerkenswerter Präzision aus und verbessern so die Effizienz des Bergbaus erheblich.

Unbemannte Lastwagen für den hochautomatisierten Transport innerhalb der Mine

CGI-610 Integriertes Navigationssystem

Robuste Leistung in extremen Umgebungen

Bergbauumgebungen wie die in der Zhundong-Region stellen viele Herausforderungen dar, darunter extreme Temperaturen, hohe Vibrationswerte, starker Verkehr und allgegenwärtiger Staub. Das CGI-610-System wurde entwickelt, um diesen Bedingungen gerecht zu werden:

• Temperaturbeständigkeit: Funktioniert zuverlässig in einem Bereich von -40°C bis 70°C und gewährleistet eine gleichbleibende Leistung in rauen Klimazonen.

• Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und Vibrationen: Die integrierte Anti-Vibrations-Technologie sorgt für Stabilität bei starker Beanspruchung.

• Langlebigkeit: Erfüllt die IP67-Norm und bietet robusten Schutz gegen das Eindringen von Staub und Wasser.

CHCNAV CGI-610

Hochpräzise Positionierung für einen zuverlässigen Betrieb

Bergbaustandorte sind von Natur aus komplexe Umgebungen für GNSS-Empfänger aufgrund von Faktoren wie:

• Signalbehinderung und Mehrwegeffekte Im Tagebau können hoch aufragende Grubenränder, steile Wände in tiefen Gruben und große Geräte die GNSS-Signale erheblich behindern und verhindern, dass die Empfänger gleichzeitig die Signale von genügend Satelliten erfassen können, was die Positionierungsgenauigkeit verringert. Darüber hinaus treten Mehrwegeffekte auf, wenn GNSS-Signale von Grubenrändern, Felsen oder metallischen Geräten reflektiert werden, was zu Signalverzögerungen und Richtungsfehlern führt, die die Ortungsgenauigkeit weiter beeinträchtigen.

• Eingeschränkte Satellitensichtbarkeit Die einzigartige Topografie von Bergbaugruben, insbesondere in tiefen oder engen Betriebsbereichen, schränkt die sichtbaren Himmelsregionen erheblich ein und reduziert die Anzahl der Satelliten, die von den Empfängern beobachtet werden können. Für die GNSS-Positionierung sind in der Regel Signale von mindestens vier Satelliten erforderlich, und in Bergwerken sind Signale mit niedrigem Erhebungswinkel anfälliger für Behinderungen und Störungen. Diese Herausforderung wird in sich dynamisch verändernden Umgebungen noch deutlicher, z. B. wenn die Tiefe des Bergwerks zunimmt und sich die Sicht weiter verschlechtert.

Um die Präzision im Bergbau und in anderen schwierigen Umgebungen aufrechtzuerhalten, wendet das CGI-610 mehrere Strategien an:

• Eng gekoppelte GNSS/INS-Integration Bei diesem Ansatz werden GNSS- und Inertialmessdaten tiefgreifend integriert, wobei nicht nur von GNSS abgeleitete Positions- und Geschwindigkeitslösungen, sondern auch Rohbeobachtungen (z. B. Pseudoentfernung und Trägerphase) in Kombination mit Beschleunigungsmesser- und Gyroskopdaten aus dem INS verwendet werden. Wenn beispielsweise ein Lkw auf dem Boden eines Tagebaus arbeitet, kann er sowohl direkte als auch reflektierte GNSS-Signale empfangen, was den Empfänger verwirren und die Genauigkeit verringern kann. Durch die Einbeziehung von INS-Daten kann der Empfänger signifikante Abweichungen zwischen einigen GNSS-Signalen und der vom INS gelieferten erwarteten Position erkennen und so die Ergebnisse verfeinern, um die Genauigkeit zu gewährleisten. In der Realität ist der Prozess komplexer und beinhaltet die Lösung von Problemen wie INS-Sensordrift und die Abschwächung von Vibrationsstörungen durch fortschrittliche Algorithmen.

• Empfang von GNSS-Signalen aus mehreren Konstellationen Das CGI-610 und sein neuestes Modell, das CGI-830, können Signale aus mehreren Bändern und Frequenzen empfangen, wobei maßgeschneiderte Algorithmen und Antennendesigns eingesetzt werden, um Fehler durch Reflexionen in Bergbauumgebungen zu minimieren. Signale aus mehreren Konstellationen verbessern auch die Robustheit der GNSS-Positionierung, insbesondere wenn Teile des Himmels verdeckt sind.

• Anti-Vibrations-Algorithmen Obwohl das CGI-610 über ein physisches Anti-Vibrations-Design verfügt, können die schwierigen Bedingungen im Bergbau und die Vibrationen schwerer Lastwagen die INS-Sensorergebnisse dennoch beeinträchtigen. Das CGI-610 löst dieses Problem, indem es INS-Sensordaten in Echtzeit analysiert, automatisch Vibrationspegel identifiziert und die Algorithmusgewichtung adaptiv anpasst, um eine optimale Genauigkeit unter schwierigen Bedingungen zu erreichen.

Diese Funktionen gewährleisten eine unterbrechungsfreie Navigation in den anspruchsvollsten Betriebsumgebungen und unterstützen die Sicherheit und Zuverlässigkeit von autonomen Minenfahrzeugen.

Optimierung der Effizienz von Transport und Andockung

Das CGI-610-System verbessert die Betriebsgenauigkeit von Muldenkippern bei Transport- und Andockaktivitäten. Seine fortschrittlichen Navigationsfunktionen unterstützen wichtige Prozesse, die einen effizienten Bergbaubetrieb ermöglichen:

• Präzises Andocken Das CGI-610 ermöglicht ein schnelles und präzises Andocken an Halden und Materialverarbeitungsstationen, wodurch die Zykluszeiten verkürzt und die Effizienz der Arbeitsabläufe optimiert werden.
• Geordneter Transport Durch die Erleichterung einer rationalisierten Navigation und Koordination unterstützt das System einen effizienten Materialtransport in verschiedenen Bergbauszenarien, einschließlich Kohle- und Metallbergbau.

Mit zentimetergenauer Positionierungsgenauigkeit verbessert das CGI-610 die Manövrierfähigkeit von Fahrzeugen. Mit dem System ausgerüstete Lkw können auf engen Wegen navigieren, Umleitungsmanöver durchführen und komplexe Fahraufgaben präzise ausführen. Diese Fähigkeiten tragen dazu bei, die Kosten für die Straßeninstandhaltung zu senken und die betriebliche Vielseitigkeit von autonomen Bergbau-Lkw zu erweitern, so dass sie in einer Vielzahl von Geländen und Minentypen eingesetzt werden können.

Automatisierter Ladevorgang

Die Zukunft des autonomen Bergbaus

Der CGI-610 GNSS/INS-Sensor hat von strengen Tests bis hin zum groß angelegten Einsatz immer wieder bewiesen, dass er die hohen Anforderungen autonomer Transportfahrzeuge im Bergbau erfüllt. Seine zuverlässige Leistung gewährleistet einen sicheren, effizienten und kontinuierlichen Betrieb, selbst unter schwierigen Bedingungen und in komplexem Gelände.

Der Erfolg des Systems bei Projekten wie der Zhundong-Mine unterstreicht seinen Wert für die Weiterentwicklung intelligenter Bergbau-Ökosysteme. Mit seiner präzisen Navigation, adaptiven Steuerung und zuverlässigen Leistung hat das CGI-610 das Vertrauen führender Unternehmen der Branche gewonnen und sich als Eckpfeiler eines intelligenten Bergbaubetriebs etabliert.

Durch kontinuierliche Innovation ist CHCNAV bestrebt, den sich entwickelnden Anforderungen autonomer Systeme in verschiedenen Branchen gerecht zu werden, um Unternehmen einen intelligenteren, sichereren und effizienteren Betrieb zu ermöglichen.

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Über CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) entwickelt fortschrittliche Kartierungs-, Navigations- und Positionierungslösungen, die die Produktivität und Effizienz steigern. CHCNAV beliefert Branchen wie Geodaten, Landwirtschaft, Bauwesen und Autonomie und liefert innovative Technologien, die Fachleute befähigen und den Fortschritt in der Branche vorantreiben. Mit einer weltweiten Präsenz in über 140 Ländern und einem Team von mehr als 2.000 Fachleuten ist CHC Navigation als führend in der Geospatial-Industrie und darüber hinaus anerkannt. Weitere Informationen über CHC Navigation [Huace:300627.SZ] finden Sie unter: www.chcnav.com