由于新冠疫情的爆发，使用无人机和无人机群的应用场景正逐渐增多。在采矿领域，无人机的出现将作业人员从最危险的作业区域撤离。无论是自动运输、装载还是补充注油，在没有操作人员参与的情况下，机器执行作业正在提升生产效率和安全性，在许多情况下还提高了利润率。
未来，完全自动化的矿井将需要无人机群和地面无人机来完成目前人工执行的所有检查;例如，检查发动机的稳定性或排除故障设备。
采矿行业已经在向这一目标迈进，但是，要想无人机能顺利完成这些任务，就需要可靠而稳定的网络。这正是 美国Rajant公司专用无线网络-创新动力网格可以提供帮助的地方。
Rajant公司欧洲、中东和非洲地区销售副总裁Chris Mason表示，Rajant公司专用无线网络-创新动力网格消除了劣质网络或基于访问点的网络所造成的切换和通信距离问题，并能够提供一定程度的灵活性和通信距离——“这为机器人技术注入了生命”, 使地面机器人和空中无人机能够承担恶劣的、枯燥和危险的工作，从而使采矿更加安全和高效。Mason解释，这意味着作业人员不再需要将自己置于危险的工作环境中。
Mason说：“例如，高机动性的机器人可以用于不稳定的地面或空区。” 机器人可以携带复杂的传感器进行激光测量，并在地震发生时或可能存在烟雾的地方发回实时高清视频。因此，作业人员可以远程查看并响应、处理这些信息。
Mason还表示，和扳手以及发动机分析器一样，无人驾驶卡车正在成为机械师工具箱的基本元素。
如果一辆车需要检查，而情况很危险无法派工程师到地下作业，这些车辆可以进行自动视频检查来定位问题;此外，这些图像甚至可以发送给远程技术人员或发送给机器制造商以进行专家评估。
Mason表示，当问题定位在地表附近，或者问题区域在“有限范围”内，基础网络可以实现这种接力式连接功能。当出现较大深度、距离较远、需要绕过障碍或操作多个自动化系统的情况时，就需要一个更复杂的网络。即使是操作一架地面或空中无人机也需要无缝连接，当无人机或无人机群失去与网络的联系，它即停止运行，正在传输的关键数据也随之停止。
创新动力网格创造了一种新场景，在这种场景下无人机有效地扮演着“网络”的角色。最简单的方式是，当一架无人机在其有效航程范围内进行安全检查并发回一系列实时视频时，可以发送第二架无人机加入它的行列。由于两架无人机可以相互连接，搜索范围实际上翻了一番。
Mason表示，Rajant公司的专用无线网络创新动力网格只是这类网络灵活性应用的开始。“ 因为每一架Rajant公司的无人机都装有坚固多射频的无线发射接收器，可在使用时与其他无线发射接收器设备组建成一个网状网络。这种便携式无线网状节点包含两个无线电，确保与数以百万的现有设备完全兼容。因此，执行检查任务中的每一架无人机都会自动、无缝地成为网络的一部分——向其他无人机发送和接收信息，并返回到基站或控制中心。创新动力网格让网络实现扩展和加强，无需繁琐的基础设施就能轻松提供永不失效的可靠连接。” Mason总结说：“自动驾驶和远程车辆正在使采矿业发生巨变。”
连接OEM
Sandvik矿业和岩石技术公司是最了解这一点的原始设备制造商(OEM)。经过150余年的发展，Sandvik已经成长为一家年销售额达近千亿瑞典克朗的工业巨头，也是矿山机械、硬质合金刀具和特种钢材产品领域的No.1。
在产品服务一体化、智能化、自动化的目标下，Sandvik矿业和岩石技术部门的所有产品和技术被整合进两个子系统： AutoMine?和 Optimine?。 Optimine?为矿山信息管理系统，为矿山提供了一体化的管理功能，帮助很多矿山实现井下设备监控、实时位置跟踪、任务计划下达、任务管理、钻孔计划可视、地下巷道三维可视化帮助矿山优化采矿流程。而 AutoMine?则为客户提供了智能化，自动化的采矿系统及远程控制采矿设备的能力。凭借OptiMine?和AutoMine?解决方案，Sandvik在地下自动化装矿和运输工程领域建立了良好的声誉，2020年7月20日，Sandvik宣布正在通过与 Exyn技术公司建立新的伙伴关系以增强其自动化采矿能力。Sandvik在官方新闻稿中表示：“Sandvik的客户将受益于其世界领先的数字采矿解决方案和Exyn在自动化空中机器人系统方面的深厚知识的独特组合。”
“我们致力于为地下采矿业向自动化转型赋能，”Sandvik矿山和岩石技术公司岩石钻机与技术总裁Patrick Murphy表示，“此次合作将带来独特的效益，以我们行业领先的自动化产品为基础，推动采矿过程中更快的决策，抓住新的机遇，提高生产性能。”
通过此次合作，两家公司将共同 "为地下矿山的测绘和视觉可视化提供高效的解决方案，在涉及危险、难以到达或传统的耗时勘测和检查的矿区时，这将带来实质性的改变。" Sandvik的OptiMine?解决方案与Exyn的空中机器人收集的数据相结合，可逐步形成矿山实际环境的可视化，以提高采矿过程的整体透明度。"Sandvik和Exyn未来的合作将包括研究如何自动应用和生成地下空间的3D视图，同时充分发挥Sandvik AutoMine?系统的潜力。"
"我们很高兴与Sandvik建立新的合作关系，因为他们是业内公认的创新者，并对地下采矿进行了革命性的变革。"Exyn技术公司首席执行官兼联合创始人Nader Elm表示，“即便是在没有GPS的危险环境中，客户将首次能够绘制其地下作业的全部地图，同时使采矿更安全，提高生产率。我们希望通过此次合作，为客户赋予高效的决策能力，推动实现完全自动化采矿作业的愿景。”
近几年来，Exyn技术公司一直致力于在复杂的、不支持GPS的环境下，通过采矿业的全要素、全生命周期的解决方案，开发自动化机器人系统。Exyn已经与 Rupert资源公司和 Dundee贵金属公司等公司合作，部署了可以智能导航的单个或多个机器人，并实时动态适应复杂的环境。
International Mining (IM)杂志与Exyn技术公司首席执行官兼联合创始人Nader Elm、Exyn技术公司市场和行业总监Raffi Jabrayan取得了联系，想了解更多关于他们和Sandvik的合作信息。根据Elm的说法，Sandvik公司的建议很简单：为决策者提供尽可能多的信息——这将有利于更好的规划，同时有助于地下作业安全。
采矿无人机
似乎每个行业都在想方设法以某种方式使用无人机，但在地下深处，情况就完全不同了。在矿井或管道的范围内，没有GPS，很少或没有灯光，现成的无人机是没有用处的。但是，一家名为 Emesent的澳大利亚初创公司，正在赋予无人机空间感知和智能化的能力，让他们能够自动导航和绘制地下空间。
最近， Emesent帮助大疆的M300无人机实现了地下自动化飞行(通过为其工业无人机Hovermap开发出的Autonomy Level 2技术(AL2)解决方案)，并与Deswik(一款专业的采矿业规划软件)签署协议，旨在为测量人员和规划者提供难以进入地区的更准确数据。
Emesent的解决方案Hovermap，为标准大疆无人机配备了一个强大的激光雷达传感器和一个强大的机载计算设备，该设备可以同时执行定位和地图绘制(SLAM)工作。它的处理速度非常快，飞行器可以一边飞行一边使用。你把它放在采矿场附近，它就会起飞并做它该做的事。
为了了解更多，IM杂志对Emesent首席执行官Stefan Hrabar博士进行了专访。Hrabar为读者介绍了Emesent详细的解决方案。“测量员没有风险，也会获得更好的数量级的数据。所有的东西都在无人机上实时运行，并用于路径规划——这是我们的核心知识产权，”Hrabar说。“开发团队拥有无人机自动化、碰撞规避、地形跟踪的技术背景——基本上这也是无人机感知环境的方式。”
Hrabar介绍：“无人机可以通过水平隧道或垂直隧道进行自我导航，慢慢前进，几分钟后带着构建高度详细地图所需的数据返回。这个想法是将整个堆栈作为即插即用的解决方案卖给矿业公司，但是对于那些想要许可和定制SLAM软件的人来说，要单独将它商业化。归根结底，矿业公司想要的是一份报告。因此，这不仅仅是收集数据，还包括分析。”
IM杂志：如果没有通信基础设施，Emesent的无人机如何将环境的3D地图传回操作者的电脑?
Stefan Hrabar：Hovermap的设计非常巧妙，可以在操作者的通信范围之外进行操作。Hovermap是具备导航功能的，因此操作者并不总是需要查看动态地图。操作者可以在地图当前的限制区域之外或视线和通信范围之外放置一个路径点。Hovermap可以自动导航到路径点且避开障碍物，并在行进过程中构建地图。一旦它到达了路径点(或者如果这个路径点无法到达)，它就会自动返回。地图数据存储在Hovermap上，当它返回到Wi-Fi范围内时，新的地图数据就会自动上传到电脑上。操作者可以看到被绘制的新区域，并在地图上或地图之外放置一个新的路径点，让无人机再次返回进行进一步探索。
IM杂志：据了解，Pybar公司与Emesent合作，在澳大利亚新南威尔士州的Dargues和Woodlawn运营测试自动无人机。这些无人机使用光探测与测距(LiDAR)和同时定位与制图(SLAM)技术进行地下跟踪并使其远离障碍物。
到目前为止，在各个矿井针对Hovermap解决方案所使用的AL2级自动驾驶技术得到了什么样的结果? Pybar在Dargues和Woodlawn矿井的测试结果符合您的预期吗?
Stefan Hrabar：去年，我们在澳大利亚的Dargues和Woodlawn矿井进行的试验为Pybar团队展示了一些很棒的成果，包括展示了使用 Autonomy Level 1技术(AL1)的Hovermap具备获取有价值数据的能力。该团队看到了技术上的巨大潜力，购买了两个系统供自己使用。去年早些时候，AL2飞行最后阶段的预发布测试在Dargues进行。即便是在Dargues的第一个采矿场使用AL2绘制的地图，也凸显了该系统相对于 传统CMS技术的优势。在Hovermap扫描中，我们发现了大面积的超挖。而在同一个采矿场，我们从CMS扫描位置上看不到这个区域，因而无法识别出超挖。
许多矿井一直在使用AL2技术来绘制他们的采场以及视线之外的其他区域的地图。通过AL2，他们可以将Hovermap发送至以前无法进入的地方，使其能够在不危及机器或人员的情况下实时获取关键数据。
最近，我们还进行了一次超越视线范围的放矿溜井飞行，——使用Hovermap引导无人机下降120米，然后安全返回并进行详细扫描。
AL2技术提供的高度自动化也使远程操作无人机成为可能。我们最近完成了一个跨大陆的演示——在南非的一个客户使用我们的AL2技术和标准远程协作工具在澳大利亚操作一架无人机。在南非的远程操作员可以使用他们的笔记本电脑在世界的另一端试验这项技术，发送Hovermap到隧道下进行探索。这是未来的一种场景，可以从地面或数千公里外的远程操作中心操作地下的无人机。这将消除对现场技术人员的需求，并减少在地下花费的时间。
IM杂志：您认为您与Deswik的合作对矿山规划和调查过程有何影响?这是否减少了执行这项工作所需的时间，以及潜在地降低了与之相关的成本?您是否已经在矿山进行过验证这些好处的工作?
Stefan Hrabar: 我们的承诺是帮助矿业公司提高安全性和生产效率，同时减少成本和缩短停工期。为此，我们向测量员和规划人员提供了来自难以到达地区的更准确的数据，使他们能够获得新的观察。我们与Deswik的合作意味着我们能够为行业提供更全面的端到端解决方案。
我们认为，这是一种非常自然的、将改善整体客户体验的合作关系。Hovermap擅长在矿井的各个部分捕获丰富的3D数据(无论是基于无人机、手持、车载或矿井中的缆绳牵引)。一旦数据被捕获并转换为3D模式，客户需要对数据进行可视化处理以获得结果——这就是Deswik和其他采矿软件供应商发挥作用的地方。他们拥有强大的软件工具，用于规划、测量、钻探和爆破、岩土测绘和许多其他应用。我们正在与这些供应商合作，以确保Hovermap数据与他们的工具之间的无缝集成。我们正在与他们一起构建自动化的工作流，以对数据进行导入、地理参照、清理和消除处理，并将其转换为适合各种任务的格式。
Evolution Mining Mungari公司的测量人员一直在Deswik软件中使用这种新工艺。此前，他们需要第三方软件工具手动执行部分工作。现在，这一中间步骤已被消除，其他步骤也已经自动化，每次扫描的时间相应地从超过30分钟减少到5分钟。
IM杂志：过去5年，无人机的应用才在采矿业开始流行起来。无人机应用已经从简单的露天矿监测，到钻孔和爆破平台，再到勘查解决方案，到执行地下采矿中一些最危险的任务。在未来十年，您认为它们将如何进一步发展?在提高安全性、降低成本或提高生产效率方面，无人机还能执行哪些新任务?
Stefan Hrabar: Emesent的愿景是推动工业现场 “有感知的数字孪生”的发展，并使其成为永不过时的技术，并向世界主要行业推广——从采矿到能源和建筑。这些行业将能够使用一个集中式的决策平台，利用数千个数据点收集的高质量的、自动采集的数据，对潜在的危险、机会和效率进行瞬时决策，从而实现更自动化的决策。
我们认为，Hovermap技术是未来实现这一场景的关键。无人机和其他自动化系统将成为未来矿井不可分割的一部分。无人机将被永久部署在地下并进行远程操作，为常规数据收集做好准备，或在事故发生后根据需要部署。
Hovermap已经解决了采矿领域的一些最大挑战——包括安全问题和作业中的停工期。它解决了矿井的关键安全问题，使工人远离危险环境，同时提供更好的数据，为安全决策提供更优质的信息，如所需的地面支持的等级。然后，通过帮助矿井更准确地计算风险和机遇，协助决策和预测情况，从而提高效率。来源：矿业信息化协同创新中心
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