方案背景

本方案適用于露天礦場管理場景，融合運用AI、數字孿生、雷達檢測等科技手段，對運礦卡車及料堆裝卸礦過程進行智能化監測與管理。

根據業務過程，本系統設計對每輛在礦場不同管理區域的卡車身份、卡車裝料狀態及每次裝料起止時間、卡車卸料狀態及每次卸料起止時間智能化識別，且對卡車工作期間礦石裝載量、每次裝卸料后料堆體積變化及料堆坡度進行AI自動測算，通過三維數字孿生方式實現可視化“一張圖”管理。

智能跟蹤管理方案總覽

本方案包括四個部分的系統版塊：

1、車輛區域監測管理系統；

2、車輛裝卸狀態識別系統；

3、料堆實時狀態識別系統；

4、三維孿生管理系統。

圖1-礦場卡車智能跟蹤管理方案

車輛區域監測管理系統

本系統主要功能包括：

（1）建模編號：對礦場每個管理區域及進出口閘門進行建模編號；

（2）車牌識別：每個區域進出口閘門安裝車牌識別攝像頭；

（3）區域管理：對每輛卡車當前所處區域、停留時間、進出記錄、裝卸貨狀態和動線模擬進行統一管理；

（4）地圖管理：通過二維/三維“一張圖”對車輛工作記錄進行全局可視化管理。

系統主要工作流程如下：

圖2-車輛監測管理流程

車輛裝卸狀態識別系統

本系統主要功能包括：

（1）車輛激光掃描：通過激光雷達點云掃描技術，獲取各類卡車的三維輪廓及坐標信息；

（2）車輛模型重建：通過車輛數據庫及三維建模，對礦場不同運礦卡車車型進行三維重建；

（3）堆料區域分割：系統匹配車輛模型并與車輛三維點云信息進行比對，實現對車輛堆料區域的分割；

（4）三維體積測算：通過三維空間體積計算方法，量化測算車輛裝載堆料的體積。

系統主要工作流程如下：

圖3-車輛裝卸狀態流程圖

料堆實時狀態識別系統

本系統主要功能包括：

（1）料堆體積變化狀態識別：在料堆上方安裝3D攝像頭或雷達，采集料堆三維數據，并通過系統建模與三維匹配測量算法，實現料堆體積實時/定時計量，并反饋狀態變化的量化信息。

圖4-料堆狀態識別流程圖

（2）料堆坡度測量分析：采集料堆高程圖層數據，系統通過三維坡度測量算法，實現對料堆坡度的實時/定時測量計算；當檢測到料堆坡度超過一定閾值后，觸發自動警告。

圖5-料堆坡度測量流程圖

三維孿生管理系統

本系統采用三維數字孿生技術，通過整合車輛區域管理、車輛裝卸狀態 及料堆實時狀態識別等系統，并結合礦場管理區域、料場、車輛等模型的加載，以“一張圖”的方式全面直觀呈現礦場卡車各環節管理數據，支持多維度數據分析與分場景視頻監控。

圖6-礦場卡車三維數字孿生管理“一張圖”