金屬倉庫無人智能巡檢系統(tǒng)項目方案

1.項目概述

    金屬倉庫在運行、管理、交割過程中，需要對倉庫內(nèi)存儲的貨物進行年審、巡檢、交割現(xiàn)場檢查等操作。本項目擬采用無人車與無人機組成的智能巡檢的方式，完成現(xiàn)場貨物的檢查工作，提高工作效率。采用無人巡檢的方式，替代傳統(tǒng)的人工審查的方式，提高金屬倉庫在年審、交割過程中的效率，保證審查工作效率和審查數(shù)據(jù)的正確性、時效性。

    倉庫無人智能巡檢系統(tǒng)將由清華大學(xué)智能無人機工程技術(shù)中心與清華大學(xué)智能駕駛技術(shù)創(chuàng)新中心共同開發(fā)。

    清華大學(xué)智能無人機工程技術(shù)中心獲得國家973、863以及自然科學(xué)基金等多個重點項目支持，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、自然場景三維重建、無人機魯棒控制、智能視覺等方面具有深厚的技術(shù)與工程實踐積累，取得國家發(fā)明16項（公示11項，授權(quán)5項），計算攝像及三維信息相關(guān)技術(shù)與裝置獲得2012年國家技術(shù)發(fā)明一等獎，THRONE團隊獲2013空中機器人大賽（IARC）金獎。

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

    近年來，清華猛獅團隊在國內(nèi)各項智能駕駛大賽上均。獲得：2016年中國智能車未來挑戰(zhàn)賽第二名；2017年世界智能駕駛決賽第二名；2017年中國智能車未來挑戰(zhàn)賽城鄉(xiāng)道路賽名；2017中國智能汽車大賽無人駕駛組比賽NUM 1；2018年世界智能駕駛挑戰(zhàn)賽無人駕駛組NUM 1、輔助駕駛組的NUM 1。

2.項目方案

2.1應(yīng)用環(huán)境

    無人智能巡檢系統(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3米，室內(nèi)有立柱、管道、照明燈等設(shè)施。室外空間開闊無遮擋，但有車輛與人員等移動目標(biāo)。

2.2系統(tǒng)組成

    無人智能巡檢系統(tǒng)包括地面無人車輛、空中無人機、服務(wù)端視覺軟件以及等組成。地面無人車采用清華大學(xué)猛獅無人車輛，搭載有激光雷達、深度相機及計算機。無人車能夠?qū)崿F(xiàn)在地面復(fù)雜環(huán)境實現(xiàn)自主定位。空中無人機采用清華智能無人機工程技術(shù)中心研發(fā)的四軸平臺，搭載有自主起降飛控系統(tǒng)、云臺、數(shù)傳與圖傳電臺，負責(zé)巡檢圖像的采集與傳回。主控計算機主要負責(zé)提供數(shù)據(jù)及控制接口，以便倉庫管理系統(tǒng)進行調(diào)用。

2.3系統(tǒng)功能

無人車功能：

     自主定位；

     自主避障與路徑規(guī)劃；

無人機功能：

自主起飛，懸停與降落；

圖像及視頻回傳；

視覺處理軟件功能：

物料自動識別；

物料標(biāo)簽自動識別；

2.4 工作過程

2.4.1 無人車自主到達位置

無人車在接收到任務(wù)指令之后，自主進行路線規(guī)劃，沿途自主避障，到達巡檢點。

無人機在接收到操控端起飛指令之后自主起飛，進入到定高懸停模式，用戶可操作云臺對倉儲物料進行視頻錄制與照片拍攝處理。后臺視覺處理算法會根據(jù)用戶的操作，自動識別物料的種類，還可對標(biāo)簽進行視覺識別，判別物料是否與標(biāo)簽相符合。在完成本次巡檢任務(wù)后，無人車著陸至無人車上。用戶根據(jù)需求，進行下一個位置的巡檢。

2.5 與倉庫管理軟件的接口

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

智能巡檢系統(tǒng)操控通過倉庫服務(wù)端通過DLL調(diào)用的方式實現(xiàn)。

視覺處理程序按照服務(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處理軟件的計算需求。

3.性能指標(biāo)

無人車

內(nèi)置3維地圖，實現(xiàn)室內(nèi)外定位；

自主駕駛，路跡規(guī)劃；

定位精度0.5米；

無人機

時間不少于25 分鐘；

懸停精度0.1米；

通訊距離5KM；

懸停及著陸功能；

視覺處理軟件

目標(biāo)類型識別的正確率不小于95%；（特定環(huán)境下）

標(biāo)簽識別的正確率不小于95%。（特定環(huán)境下）

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