金屬倉(cāng)庫(kù)無(wú)人智能巡檢系統(tǒng)項(xiàng)目方案

1.項(xiàng)目概述

    金屬倉(cāng)庫(kù)在運(yùn)行、管理、交割過(guò)程中，需要對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的貨物進(jìn)行年審、巡檢、交割現(xiàn)場(chǎng)檢查等操作。本項(xiàng)目擬采用無(wú)人車(chē)與無(wú)人機(jī)組成的智能巡檢的方式，完成現(xiàn)場(chǎng)貨物的檢查工作，提高工作效率。采用無(wú)人巡檢的方式，替代傳統(tǒng)的人工審查的方式，提高金屬倉(cāng)庫(kù)在年審、交割過(guò)程中的效率，保證審查工作效率和審查數(shù)據(jù)的正確性、時(shí)效性。

    倉(cāng)庫(kù)無(wú)人智能巡檢系統(tǒng)將由清華大學(xué)智能無(wú)人機(jī)工程技術(shù)中心與清華大學(xué)智能駕駛技術(shù)創(chuàng)新中心共同開(kāi)發(fā)。

    清華大學(xué)智能無(wú)人機(jī)工程技術(shù)中心獲得國(guó)家973、863以及自然科學(xué)基金等多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目支持，在復(fù)雜飛行環(huán)境的信息采集及稀疏特征提取、高精度時(shí)空配準(zhǔn)和高精度飛行環(huán)境重建等方面獲得重大的理論突破，在立體視覺(jué)、自然場(chǎng)景三維重建、無(wú)人機(jī)魯棒控制、智能視覺(jué)等方面具有深厚的技術(shù)與工程實(shí)踐積累，取得國(guó)家發(fā)明16項(xiàng)（公示11項(xiàng)，授權(quán)5項(xiàng)），計(jì)算攝像及三維信息相關(guān)技術(shù)與裝置獲得2012年國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，THRONE團(tuán)隊(duì)獲2013空中機(jī)器人大賽（IARC）金獎(jiǎng)。

    清華大學(xué)智能駕駛技術(shù)創(chuàng)新中心以清華大學(xué)猛獅智能車(chē)團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)，依托河北清華發(fā)展研究院設(shè)立，主要開(kāi)展以無(wú)人駕駛和ADAS為主的科學(xué)研究與工程系統(tǒng)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。2016年7月1日，完成了20輛奇瑞EQ智能車(chē)底層車(chē)輛的改裝工作，并交付奇瑞和Baidu公司使用，其中10輛車(chē)Baidu在第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上進(jìn)行示范。2016年11月11日，完成了*輛無(wú)人快遞車(chē)的研發(fā)工作，交付京東公司，并在京東雙十一活動(dòng)中進(jìn)行使用。

    近年來(lái)，清華猛獅團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)各項(xiàng)智能駕駛大賽上均。獲得：2016年中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽第二名；2017年世界智能駕駛決賽第二名；2017年中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽城鄉(xiāng)道路賽*名；2017中國(guó)智能汽車(chē)大賽無(wú)人駕駛組比賽NUM 1；2018年世界智能駕駛挑戰(zhàn)賽無(wú)人駕駛組NUM 1、輔助駕駛組的NUM 1。

2.項(xiàng)目方案

2.1應(yīng)用環(huán)境

    無(wú)人智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境有室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境兩種。室內(nèi)層高6-7米，貨物堆疊高度不超過(guò)3米，室內(nèi)有立柱、管道、照明燈等設(shè)施。室外空間開(kāi)闊無(wú)遮擋，但有車(chē)輛與人員等移動(dòng)目標(biāo)。

2.2系統(tǒng)組成

    無(wú)人智能巡檢系統(tǒng)包括地面無(wú)人車(chē)輛、空中無(wú)人機(jī)、服務(wù)端視覺(jué)軟件以及等組成。地面無(wú)人車(chē)采用清華大學(xué)猛獅無(wú)人車(chē)輛，搭載有激光雷達(dá)、深度相機(jī)及計(jì)算機(jī)。無(wú)人車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)在地面復(fù)雜環(huán)境實(shí)現(xiàn)自主定位?？罩袩o(wú)人機(jī)采用清華智能無(wú)人機(jī)工程技術(shù)中心研發(fā)的四軸平臺(tái)，搭載有自主起降飛控系統(tǒng)、云臺(tái)、數(shù)傳與圖傳電臺(tái)，負(fù)責(zé)巡檢圖像的采集與傳回。主控計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)及控制接口，以便倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用。

2.3系統(tǒng)功能

無(wú)人車(chē)功能：

     自主定位；

     自主避障與路徑規(guī)劃；

無(wú)人機(jī)功能：

自主起飛，懸停與精準(zhǔn)降落；

圖像及視頻回傳；

視覺(jué)處理軟件功能：

物料自動(dòng)識(shí)別；

物料標(biāo)簽自動(dòng)識(shí)別；

2.4 工作過(guò)程

2.4.1 無(wú)人車(chē)自主到達(dá)位置

無(wú)人車(chē)在接收到任務(wù)指令之后，自主進(jìn)行路線規(guī)劃，沿途自主避障，到達(dá)巡檢點(diǎn)。

無(wú)人機(jī)在接收到操控端起飛指令之后自主起飛，進(jìn)入到定高懸停模式，用戶可操作云臺(tái)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物料進(jìn)行視頻錄制與照片拍攝處理。后臺(tái)視覺(jué)處理算法會(huì)根據(jù)用戶的操作，自動(dòng)識(shí)別物料的種類(lèi)，還可對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別，判別物料是否與標(biāo)簽相符合。在完成本次巡檢任務(wù)后，無(wú)人車(chē)精確著陸至無(wú)人車(chē)上。用戶根據(jù)需求，進(jìn)行下一個(gè)位置的巡檢。

2.5 與倉(cāng)庫(kù)管理軟件的接口

智能巡檢系統(tǒng)通過(guò)室內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)端，在服務(wù)端可以顯示無(wú)人車(chē)的位置信息。

智能巡檢系統(tǒng)操控通過(guò)倉(cāng)庫(kù)服務(wù)端通過(guò)DLL調(diào)用的方式實(shí)現(xiàn)。

視覺(jué)處理程序按照服務(wù)端的接口要求，打包成DLL調(diào)用的方式實(shí)現(xiàn)。

另外，服務(wù)器端需要配置GTX2060檔次的顯卡以便滿足視覺(jué)處理軟件的計(jì)算需求。

3.性能指標(biāo)

無(wú)人車(chē)

內(nèi)置3維地圖，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外定位；

自主駕駛，路跡規(guī)劃；

定位精度0.5米；

無(wú)人機(jī)

時(shí)間不少于25 分鐘；

懸停精度0.1米；

通訊距離5KM；

精確懸停及精確著陸功能；

視覺(jué)處理軟件

目標(biāo)類(lèi)型識(shí)別的正確率不小于95%；（特定環(huán)境下）

標(biāo)簽識(shí)別的正確率不小于95%。（特定環(huán)境下）

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