Sistemas de navegación de precisión para la minería autónoma

La integración de tecnologías punteras como el 5G, la inteligencia artificial (IA) y el Internet de las cosas (IoT) está impulsando la innovación en todos los sectores. En el sector minero, la tecnología de conducción autónoma está revolucionando las operaciones, y los sistemas de posicionamiento y navegación de alta precisión desempeñan un papel crucial para garantizar la seguridad y la eficiencia operativa. Estos sistemas proporcionan datos de posición, actitud, velocidad y temporización (PAVT) en tiempo real, fundamentales para los sistemas autónomos que operan en entornos complejos y dinámicos.

En la actualidad, los camiones de transporte autónomos se están implantando a gran escala, lo que marca un hito importante en el desarrollo de ecosistemas mineros inteligentes. Sin embargo, las operaciones mineras plantean distintos retos, como las duras condiciones, el terreno accidentado y el denso tráfico. Para superarlos, son esenciales las soluciones integradas de navegación GNSS + inercial, que ofrecen la precisión y fiabilidad necesarias para respaldar las aplicaciones mineras autónomas de próxima generación.

Flota de camiones mineros no tripulados de EACON

Avanzar en la minería inteligente mediante esfuerzos de colaboración

Navegación de precisión para camiones autónomos

En los últimos años, el sensor GNSS/INS CGI-610 de CHCNAV se ha convertido en una innovación clave en el sector de los camiones de transporte autónomos. A través de su asociación con Eacon, líder en tecnología de vehículos mineros no tripulados, CHCNAV está apoyando la transformación de las operaciones mineras inteligentes.

Un ejemplo notable es una explotación minera a gran escala en la región de Zhundong, en Xinjiang (China). En este emplazamiento, más de 200 camiones de transporte autónomos, cada uno de los cuales pesa más de 100 toneladas, están equipados con el sistema CGI-610. Estos vehículos realizan tareas como la carga, la descarga y el transporte de materiales. Estos vehículos realizan tareas como la carga, el transporte y la descarga con notable precisión, mejorando significativamente la eficiencia de las operaciones mineras.

Camiones no tripulados para un transporte altamente automatizado dentro de la mina

Sistema de navegación integrado CGI-610

Rendimiento robusto en entornos extremos

Los entornos mineros como los de la región de Zhundong presentan muchos retos, como temperaturas extremas, altos niveles de vibración, tráfico intenso y polvo omnipresente. El sistema CGI-610 está diseñado para hacer frente a estas condiciones:

• Resistencia a la temperatura: Funciona con fiabilidad en un intervalo de -40 °C a 70 °C, lo que garantiza un rendimiento constante en climas estacionales adversos.

• Resistencia a golpes y vibraciones: Incorpora tecnología antivibración para mantener la estabilidad en condiciones de alto impacto.

• Durabilidad: Fabricada según la norma IP67, proporciona una protección robusta contra la entrada de polvo y agua.

CHCNAV CGI-610

Posicionamiento de alta precisión para operaciones fiables

Las explotaciones mineras son entornos intrínsecamente complejos para los receptores GNSS debido a factores como:

• Obstrucción de la señal y efectos multitrayectoria En las minas a cielo abierto, los bordes elevados de los pozos, las paredes empinadas dentro de los pozos profundos y los equipos de gran tamaño pueden obstruir significativamente las señales GNSS, impidiendo que los receptores capten simultáneamente señales de suficientes satélites, lo que reduce la precisión del posicionamiento. Además, se producen efectos multitrayectoria cuando las señales GNSS se reflejan en los bordes del pozo, las rocas de la superficie o los equipos metálicos, lo que provoca retrasos en la señal y errores de dirección que comprometen aún más la precisión del posicionamiento.

• Visibilidad limitada de los satélites La topografía única de los tajos mineros, especialmente en áreas operativas profundas o estrechas, limita significativamente las regiones celestes visibles, reduciendo el número de satélites que los receptores pueden observar. El posicionamiento GNSS suele requerir señales de al menos cuatro satélites y, en las minas, las señales con ángulos de elevación bajos son más propensas a obstrucciones e interferencias. Este reto se acentúa en entornos que cambian dinámicamente, como cuando aumenta la profundidad de las minas, donde la visibilidad puede disminuir aún más.

Para mantener la precisión en la minería y otros entornos difíciles, el CGI-610 emplea varias estrategias:

• Integración GNSS/INS estrechamente acoplada Este enfoque integra profundamente los datos de medición GNSS e inerciales, utilizando no sólo soluciones de posición y velocidad derivadas del GNSS, sino también observaciones brutas (por ejemplo, pseudorange y fase portadora) combinadas con datos de acelerómetro y giroscopio del INS. Por ejemplo, cuando un camión está operando en el fondo de una mina a cielo abierto, puede recibir señales GNSS directas y reflejadas, lo que puede confundir al receptor y reducir la precisión. Al incorporar los datos del INS, el receptor puede identificar desviaciones significativas entre algunas señales GNSS y la posición prevista proporcionada por el INS, refinando así los resultados para garantizar la precisión. En realidad, el proceso es más complejo e implica abordar problemas como la deriva del sensor INS y mitigar las interferencias de las vibraciones mediante algoritmos avanzados.

• Recepción de señales GNSS multiconstelación El CGI-610 y su último modelo, el CGI-830, pueden recibir señales de múltiples bandas y frecuencias, aplicando algoritmos y diseños de antena adaptados para minimizar los errores causados por las reflexiones en entornos mineros. Las señales de múltiples constelaciones también mejoran la robustez del posicionamiento GNSS, especialmente cuando partes del cielo están oscurecidas.

• Algoritmos antivibración Aunque la CGI-610 incorpora diseños físicos antivibración, las difíciles condiciones de la minería y las vibraciones inherentes a los camiones pesados pueden afectar a los resultados de los sensores INS. La CGI-610 soluciona este problema analizando los datos del sensor INS en tiempo real, identificando automáticamente los niveles de vibración y ajustando de forma adaptativa los pesos del algoritmo para lograr una precisión óptima en condiciones adversas.

Estas funciones garantizan una navegación ininterrumpida en los entornos operativos más exigentes y contribuyen a la seguridad y fiabilidad de los camiones mineros autónomos.

Optimización de la eficiencia del transporte y el atraque

El sistema CGI-610 mejora la precisión operativa de los camiones de transporte durante las actividades de transporte y atraque. Sus avanzadas funciones de navegación apoyan los procesos clave que impulsan la eficiencia de las operaciones mineras:

• Acoplamiento preciso El CGI-610 permite un acoplamiento rápido y preciso en vertederos y estaciones de procesamiento de materiales, reduciendo los tiempos de ciclo y optimizando la eficiencia del flujo de trabajo.
• Transporte ordenado Al facilitar una navegación y coordinación racionalizadas, el sistema apoya el transporte eficiente de materiales en diversos escenarios mineros, incluida la minería del carbón y de metales.

Con una precisión de posicionamiento centimétrica, el CGI-610 mejora la maniobrabilidad de los vehículos. Los camiones equipados con el sistema pueden recorrer caminos estrechos, realizar maniobras de desvío y ejecutar tareas de conducción complejas con precisión. Estas capacidades ayudan a reducir los costes de mantenimiento de las carreteras y amplían la versatilidad operativa de los camiones mineros autónomos, permitiéndoles operar en una gran variedad de terrenos y tipos de minas.

Proceso de carga automatizado

Impulsar el futuro de la minería autónoma

Desde pruebas rigurosas hasta despliegues a gran escala, el sensor GNSS/INS CGI-610 demuestra sistemáticamente su capacidad para satisfacer los exigentes requisitos de los camiones de transporte autónomos en operaciones mineras. Su rendimiento fiable garantiza un funcionamiento seguro, eficiente y continuo, incluso en condiciones adversas y terrenos complejos.

El éxito del sistema en proyectos como la explotación minera de Zhundong subraya su valor en el avance de los ecosistemas mineros inteligentes. Al proporcionar una navegación precisa, un control adaptable y un rendimiento fiable, el CGI-610 se ha ganado la confianza de los líderes del sector y se ha consolidado como piedra angular de las operaciones mineras inteligentes.

A través de la innovación continua, CHCNAV se esfuerza por satisfacer las necesidades cambiantes de los sistemas autónomos en múltiples industrias, permitiendo a las organizaciones lograr operaciones más inteligentes, seguras y eficientes.

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Acerca de CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) desarrolla soluciones avanzadas de cartografía, navegación y posicionamiento diseñadas para aumentar la productividad y la eficacia. Al servicio de sectores como el geoespacial, la agricultura, la construcción y la autonomía, CHCNAV ofrece tecnologías innovadoras que capacitan a los profesionales e impulsan el avance de la industria. Con una presencia mundial que abarca más de 140 países y un equipo de más de 2.000 profesionales, CHC Navigation es reconocido como líder en la industria geoespacial y más allá. Para más información sobre CHC Navigation [Huace:300627.SZ], visite: www.chcnav.com