Capacitar a exploração mineira autónoma com sistemas de navegação de precisão

A integração de tecnologias de ponta como o 5G, a inteligência artificial (IA) e a Internet das Coisas (IoT) está a impulsionar a inovação em todas as indústrias. No sector mineiro, a tecnologia de condução autónoma está a revolucionar as operações, com os sistemas de posicionamento e navegação de alta precisão a desempenharem um papel crucial na garantia da segurança e da eficiência operacional. Estes sistemas fornecem dados de posição, atitude, velocidade e tempo (PAVT) em tempo real - essenciais para sistemas autónomos que operam em ambientes complexos e dinâmicos.

Atualmente, os camiões de transporte autónomos estão a ser implementados em grande escala, constituindo um marco significativo no desenvolvimento de ecossistemas mineiros inteligentes. No entanto, as operações mineiras apresentam desafios distintos, incluindo condições adversas, terreno acidentado e tráfego denso. Para os ultrapassar, as soluções integradas de navegação GNSS + inercial são essenciais, oferecendo a precisão e fiabilidade necessárias para suportar as aplicações mineiras autónomas da próxima geração.

Frota de camiões mineiros não tripulados da EACON

Promoção da exploração mineira inteligente através de esforços de colaboração

Navegação de precisão para camiões de transporte autónomos
 

Nos últimos anos, o sensor CGI-610 GNSS/INS da CHCNAV emergiu como uma inovação chave na indústria de camiões de transporte autónomos. Através da sua parceria com a Eacon, líder em tecnologia de veículos mineiros não tripulados, a CHCNAV está a apoiar a transformação de operações mineiras inteligentes.

Um exemplo notável é um local de mineração em grande escala na região de Zhundong de Xinjiang, China. Neste local, mais de 200 camiões de transporte autónomos - cada um pesando mais de 100 toneladas - estão equipados com o sistema CGI-610. Esses veículos realizam tarefas como carregamento, transporte e descarregamento com precisão notável, melhorando significativamente a eficiência das operações de mineração.

Camiões não tripulados para transporte altamente automatizado dentro da mina

O posicionamento no centro das operações de mineração autônoma

Os sistemas de mineração autônoma combinam posicionamento de alta precisão, percepção e controle para que os caminhões de transporte possam movimentar materiais sem motorista na cabine. Sua confiabilidade depende dos dados de posição, atitude, velocidade e tempo fornecidos a cada veículo, e é por isso que o GNSS e a navegação inercial estão no centro das operações de mineração autônoma. Em minas a céu aberto, onde as paredes da mina e os equipamentos pesados bloqueiam os sinais de satélite, um sistema GNSS/INS fortemente integrado ajuda a manter o posicionamento contínuo. A implantação abaixo mostra como o sistema GNSS/INS CGI-610 da CHC Navigation oferece suporte a isso em campo.

Sistema de navegação integrado CGI-610

Desempenho robusto em ambientes extremos
 

Os ambientes de mineração, como os da região de Zhundong, apresentam muitos desafios, incluindo temperaturas extremas, altos níveis de vibração, tráfego intenso e poeira generalizada. O sistema CGI-610 foi concebido para lidar com estas condições:

• Resistência à temperatura: Funciona de forma fiável num intervalo de -40°C a 70°C, assegurando um desempenho consistente em climas sazonais adversos.
   

• Resistência a choques e vibrações: Incorpora tecnologia anti-vibração para manter a estabilidade em condições de alto impacto.
   

• Durabilidade: Construído de acordo com as normas IP67, proporcionando uma proteção robusta contra a entrada de pó e água.

CHCNAV CGI-610

Permitindo um posicionamento de alta precisão para operações fiáveis
 

Os locais de mineração são ambientes inerentemente complexos para receptores GNSS devido a factores como:

• Obstrução do sinal e efeitos de trajetória múltipla Nas minas a céu aberto, as arestas dos poços, as paredes íngremes dentro de poços profundos e o equipamento de grandes dimensões podem obstruir significativamente os sinais GNSS, impedindo que os receptores captem simultaneamente sinais de satélites suficientes, reduzindo assim a precisão do posicionamento. Adicionalmente, os efeitos de multipercurso ocorrem quando os sinais GNSS são reflectidos pelas arestas das minas, rochas à superfície ou equipamento metálico, causando atrasos no sinal e erros de direção que comprometem ainda mais a precisão do posicionamento.

• Visibilidade limitada dos satélites A topografia única dos poços de mineração, especialmente em áreas operacionais profundas ou estreitas, limita significativamente as regiões visíveis do céu, reduzindo o número de satélites que os receptores podem observar. O posicionamento GNSS requer normalmente sinais de pelo menos quatro satélites e, nas minas, os sinais de ângulos de baixa altitude são mais susceptíveis de obstrução e interferência. Este desafio torna-se mais pronunciado em ambientes que mudam dinamicamente, como a profundidade das minas, onde a visibilidade pode diminuir ainda mais.

Para manter a precisão nas minas e noutros ambientes difíceis, o CGI-610 utiliza várias estratégias:

• Integração GNSS/INS estreitamente acoplada Esta abordagem integra profundamente o GNSS e os dados de medição inercial, utilizando não só soluções de posição e velocidade derivadas do GNSS, mas também observações em bruto (por exemplo, pseudodistância e fase portadora) combinadas com dados de acelerómetro e giroscópio do INS. Por exemplo, quando um camião está a operar no fundo de uma mina a céu aberto, pode receber sinais GNSS diretos e reflectidos, o que pode confundir o recetor e reduzir a precisão. Ao incorporar os dados do INS, o recetor pode identificar desvios significativos entre alguns sinais GNSS e a posição esperada fornecida pelo INS, refinando assim os resultados para garantir a precisão. Na realidade, o processo é mais complexo e envolve a resolução de questões como a deriva do sensor INS e a atenuação da interferência da vibração através de algoritmos avançados.

• Receção de sinais GNSS de várias constelações O CGI-610 e o seu modelo mais recente, o CGI-830, podem receber sinais de várias bandas e frequências, aplicando algoritmos e concepções de antena adaptados para minimizar os erros causados por reflexões em ambientes mineiros. Os sinais de múltiplas constelações também aumentam a robustez do posicionamento GNSS, especialmente quando partes do céu estão obscurecidas.

• Algoritmos anti -vibração Embora o CGI-610 apresente designs físicos anti-vibração, as condições desafiadoras na mineração e as vibrações inerentes aos caminhões pesados ainda podem afetar as saídas do sensor INS. O CGI-610 resolve este problema analisando os dados do sensor INS em tempo real, identificando automaticamente os níveis de vibração e ajustando adaptativamente os pesos do algoritmo para obter uma precisão óptima em condições adversas.

Estas caraterísticas garantem uma navegação ininterrupta nos ambientes operacionais mais exigentes, apoiando a segurança e a fiabilidade dos camiões mineiros autónomos.

Otimização da eficiência do transporte e da atracagem
 

O sistema CGI-610 melhora a precisão operacional dos camiões de transporte durante as actividades de transporte e atracagem. As suas capacidades avançadas de navegação suportam processos chave que conduzem a operações mineiras eficientes:

• Acoplamentopreciso O CGI-610 permite um acoplamento rápido e preciso em locais de despejo e estações de processamento de materiais, reduzindo os tempos de ciclo e optimizando a eficiência do fluxo de trabalho.
   
• Transporte ordenado Ao facilitar a navegação e coordenação simplificadas, o sistema suporta o transporte eficiente de materiais em vários cenários de mineração, incluindo mineração de carvão e metal.

Com precisão de posicionamento ao nível do centímetro, o CGI-610 melhora a capacidade de manobra do veículo. Os camiões equipados com o sistema podem navegar em caminhos estreitos, efetuar manobras de desvio e executar tarefas de condução complexas com precisão. Estas capacidades ajudam a reduzir os custos de manutenção das estradas e a expandir a versatilidade operacional dos camiões mineiros autónomos, permitindo-lhes operar numa variedade de terrenos e tipos de minas.

Processo de carregamento automatizado

Impulsionar o futuro da mineração autónoma

Desde testes rigorosos até à implementação em larga escala, o sensor CGI-610 GNSS/INS demonstra consistentemente a sua capacidade de satisfazer os exigentes requisitos dos camiões de transporte autónomos em operações mineiras. O seu desempenho fiável garante uma operação segura, eficiente e contínua, mesmo em condições adversas e terrenos complexos.

O sucesso do sistema em projectos como o da mina de Zhundong sublinha o seu valor no avanço dos ecossistemas mineiros inteligentes. Ao proporcionar uma navegação precisa, um controlo adaptável e um desempenho fiável, o CGI-610 ganhou a confiança dos líderes da indústria e estabeleceu-se como uma pedra angular das operações mineiras inteligentes.

Através da inovação contínua, a CHCNAV esforça-se por satisfazer as necessidades em evolução dos sistemas autónomos em várias indústrias, permitindo que as organizações alcancem operações mais inteligentes, seguras e eficientes.

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Sobre a CHC Navigation

A CHC Navigation (CHCNAV) desenvolve soluções avançadas de cartografia, navegação e posicionamento, concebidas para aumentar a produtividade e a eficiência. Servindo indústrias como a geoespacial, a agricultura, a construção e a autonomia, a CHCNAV fornece tecnologias inovadoras que capacitam os profissionais e impulsionam o avanço da indústria. Com uma presença global que abrange mais de 140 países e uma equipa de mais de 2.000 profissionais, a CHC Navigation é reconhecida como líder na indústria geoespacial e não só. Para mais informações sobre a CHC Navigation [Huace:300627.SZ], visite: www.chcnav.com