中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊（記者　陳欣然　通訊員 王鶴立　劉曉艷）又值新疆長(zhǎng)絨棉采摘季，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師121兵團(tuán)德鑫農(nóng)機(jī)服務(wù)專(zhuān)業(yè)合作社的棉花軋花廠(chǎng)中，堆起一座座十幾米高的棉花小山，正待打成棉包，搬運(yùn)入庫(kù)。這是一項(xiàng)浩大的工程，往年總要耗費(fèi)大量人力。但今年，就在這些“棉花山”中，一輛無(wú)人駕駛的小車(chē)靈活穿梭其間，伸出“雙臂”“抱”起一個(gè)個(gè)棉花包，輕松搬運(yùn)到指定地點(diǎn)……這輛小車(chē)，正是天津大學(xué)無(wú)人駕駛交叉研究中心團(tuán)隊(duì)專(zhuān)為新疆棉收獲研發(fā)的“無(wú)人駕駛夾抱車(chē)”。

據(jù)悉，兵團(tuán)第八師作為全國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，棉花種植面積占全國(guó)的1/12，總產(chǎn)量占全國(guó)的1/10。每年到了棉花收獲的季節(jié)，棉花的采摘運(yùn)輸就成了難題。為了解決新疆棉花產(chǎn)業(yè)的實(shí)際問(wèn)題，不久前，天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授宋康帶領(lǐng)幾名學(xué)生，將他們?cè)谛?nèi)無(wú)人駕駛試驗(yàn)場(chǎng)調(diào)試的“無(wú)人駕駛夾抱車(chē)”帶到了新疆。在軋花廠(chǎng)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多月的調(diào)試部署，終于實(shí)現(xiàn)了全流程的自動(dòng)化和智能化棉包搬運(yùn)、碼放作業(yè)，大幅提升了棉花運(yùn)送和出入庫(kù)的效率。

實(shí)際作業(yè)中，受光照條件變化、棉包包裝多樣、車(chē)輛行駛空間狹窄、棉包位姿多變等因素的影響，棉包的精準(zhǔn)檢測(cè)和取放、車(chē)輛和夾抱板的協(xié)同控制，成為棉包運(yùn)輸存儲(chǔ)中的兩大難題。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的“基于多信息融合檢測(cè)的夾抱車(chē)自學(xué)習(xí)規(guī)控算法”，使得棉包搬運(yùn)和碼放的智能化改造取得了顯著成效。

在該算法中，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了融合視覺(jué)相機(jī)與激光雷達(dá)點(diǎn)云的棉包位姿深度學(xué)習(xí)檢測(cè)算法，使得棉包的識(shí)別準(zhǔn)確率超過(guò)99%，為精準(zhǔn)夾取與碼放提供了根本保障。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了路徑規(guī)劃與車(chē)輛控制的一體化算法，實(shí)現(xiàn)了大曲率精準(zhǔn)行車(chē)與高精度夾取，使貨運(yùn)效率提升了30%以上。為了便于倉(cāng)儲(chǔ)管理與車(chē)輛調(diào)度，團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了三維孿生云控平臺(tái)與手機(jī)端APP應(yīng)用程序，授權(quán)后的用戶(hù)可以隨時(shí)隨地向“無(wú)人駕駛夾抱車(chē)”下發(fā)取貨點(diǎn)位與倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域指令，并通過(guò)云控平臺(tái)進(jìn)行孿生監(jiān)控。

如今，“無(wú)人駕駛夾抱車(chē)”可以自動(dòng)檢測(cè)出包口的棉包數(shù)量與位姿，自主決策夾取時(shí)機(jī)，規(guī)劃行駛路徑，完成棉包夾取，還可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)一組打包搬運(yùn)。在存儲(chǔ)區(qū)，夾抱車(chē)可以在4.5米寬的有限空間內(nèi)，完成車(chē)輛的極限轉(zhuǎn)向與精準(zhǔn)碼放排布。作業(yè)過(guò)程中，倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)自動(dòng)記錄進(jìn)出庫(kù)信息，并多作業(yè)過(guò)程進(jìn)行三維孿生，形成無(wú)人倉(cāng)庫(kù)。從安全防控的角度來(lái)看，精準(zhǔn)的定位系統(tǒng)與可靠的路徑規(guī)劃及控制機(jī)制，有效規(guī)避了作業(yè)過(guò)程中的車(chē)輛碰撞事故，確保了人員、設(shè)備及貨物的安全，顯著提升了整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)區(qū)域的安全性。

據(jù)介紹，2023年5月，該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人謝輝教授代表天津大學(xué)無(wú)人駕駛交叉研究中心與新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師121團(tuán)德鑫農(nóng)機(jī)服務(wù)專(zhuān)業(yè)合作社簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。去年，團(tuán)隊(duì)已完成采棉機(jī)的無(wú)人駕駛改造，成功在新疆棉田完成了實(shí)地采收測(cè)試。本次“無(wú)人駕駛夾抱車(chē)”的成功部署作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了棉花從采摘、搬運(yùn)到入庫(kù)存儲(chǔ)的全流程智能改造升級(jí)。