基于固定场景下的推土机自主作业关键技术开发与应用研究

需求的背景和应用场景

在露天矿山开采过程中，推土机作为重要的工程机械设备，承担着排土、平整场地等关键任务。然而，传统的人工驾驶推土机作业存在诸多痛点问题，如驾驶员劳动强度大、作业效率受人为因素影响大、安全风险高等。特别是在复杂多变的露天矿山环境中，驾驶员需要时刻关注周边环境变化，做出快速准确的反应，这对驾驶员的技能和经验提出了极高的要求。同时，随着矿山开采规模的扩大和深度的增加，作业环境越来越复杂，人工驾驶推土机的局限性愈发凸显。因此，开展基于固定场景下的推土机自主作业关键技术开发与应用研究，旨在解决露天矿山排土场景下大吨位推土机自主作业的技术难题，提高作业效率，降低劳动强度，确保作业安全，具有重要的现实意义和应用价值。

要解决的关键技术问题

1. 无人驾驶控制技术：研发适用于大吨位推土机的无人驾驶控制系统，实现推土机在无人干预下的自主作业。该系统需要具备高度的可靠性和稳定性，能够应对露天矿山复杂多变的环境条件。
2. 复杂环境下路径规划与自主决策能力：研究在推土作业任务中，如何根据作业环境、任务要求和推土机自身状态，进行路径规划和自主决策。这需要综合运用环境感知、数据处理、决策算法等技术，确保推土机能够高效、准确地完成作业任务。
3. 高精度定位与铲刀轨迹控制：实现推土机在作业过程中的高精度定位，以及铲刀轨迹的精确控制。通过集成GPS、惯性导航等定位技术，结合先进的控制算法，确保推土机能够按照预定的轨迹进行作业，提高作业精度和效率。
4. 安全预警系统：研究开发针对露天矿山排土场景的安全预警系统，实时检测边坡地陷等安全隐患，构建全方位的安全监测机制。该系统需要能够及时发现并预警潜在的安全风险，确保作业过程中的人员与设备安全。

效果要求

1. 提高作业效率：通过实现推土机的自主作业，减少人工干预，提高作业效率和作业质量。
2. 降低劳动强度：减轻驾驶员的劳动强度，提高作业的安全性和舒适性，降低人力成本。
3. 增强安全性：通过安全预警系统的研发和应用，实时监测作业环境的安全状况，及时发现并预警潜在的安全风险，确保作业过程中的人员与设备安全。
4. 创新性：该技术需求的研究与开发将推动露天矿山开采行业的智能化进程，为推土机等工程机械设备的自主作业提供新的技术解决方案，具有显著的创新性和前瞻性。同时，该技术成果的应用将提升我国露天矿山开采行业的整体技术水平和国际竞争力。