自动驾驶汽车和卡车仍在开发中，距离实际应用还需要数年时间。然而，许多类型的越野车已经出现在日常使用的农业、建筑、采矿、港口物流和其他应用。
最近的技术进步承诺投资较低，成本较高，提高安全性和可靠性。坚固耐用的和苛刻的操作环境通常没有对Blacktop-绑定的自治车辆的无缝操作至关重要的典型引导基础设施。
此外，对可靠性的艰苦需求和执行协调，复杂任务的需求提高了几个障碍以广泛采用。
但是，这些挑战并没有停止在沃尔沃建筑设备等一些公司的工程师，从而从锻造前进。它最近建立了一个名为沃尔沃自治解决方案的新商业企业。
“虽然在开关到混合动力和全电动驱动器中采取了大踏步进步，但创造了自治运输是难以完善的，”沃尔沃自治解决方案越野越野罗斯达尔说。“自动化在主流汽车世界中挣扎，因为[工程师]正试图让自治车辆到处努力，安全地与所有的寿险，卡车，自行车，人，狗，猫，猫，猫的名字。
“同时解决所有这些问题被证明是一个非常复杂的挑战，即使是对世界上最大的汽车和技术公司来说，”Rosdahl解释说。“我们的方法是从小处开始，在一个严格限制的环境中，随着时间的推移，以我们的成功为基础。一个完美的起点是采石场，在通常短路的情况下，采石场有明确的装载和倾倒地点。”
沃尔沃工程师开发的首批商用AV产品TARA已经部署在欧洲的几个矿场。TARA系统包括一队TA15无人运输车辆，以及充电站和控制塔等基础设施。为了最大限度地提高装载、搬运和卸载效率，可以将一系列自动驾驶车辆连接在一起，形成一列机器“列车”。
TA15机器，具有15吨牵引能力的机器，在瑞典布雷斯的沃尔沃工厂组装。它们在基于来自沃尔沃集团的共享技术的电池电动驱动器上运行。这些机器使用GPS，LIDAR，雷达和其他传感器，使它们能够与传统的载荷装载设备密切合作，例如挖掘机和轮式装载机。
充电过程是完全自主的，使用150千瓦的高功率充电器，该电力充电器通过地面上通过接地仪连接到TA15的底部的拾取器。收费时间从一到三分钟变化，具体取决于所需的能量。
“驾驶员不需要控制这些机器，这使得它有所吸引，”沃尔沃自治解决方案技术负责人Luca Delgrossi说。“当然，节省成本，而且还增加了安全性。”
但是，Delgrossi警告说，一些用例尚不可能。当事情很难控制时，他说一切变得更加复杂，就像没有接受过训练或不知道如何表现围绕AVS的人员的存在一样复杂。
“所有这些因素都会增加复杂性，”德格罗西说明。“控制环境越多，安全案例就越容易构建。如果客户使用用例，我们将如何映射到我们的安全壳图中。从那里，我们决定我们是否可以立即接受挑战，或者如果需要更多的研究。“
据Delgrossi说，有办法弥补道路基础设施的损失，比如在车辆运行的现场建造。然而，非公路自动驾驶应用的理想候选者需要极高的生产率——在某些情况下接近100%。
“你真的需要完美无瑕，整个时间工作，”Delgrossi索赔。“当然，这增加了复杂性。例如，当车辆完成任务时，它必须评估电池水平的内容，自动向前充电，然后在没有任何人为干预的情况下返回下一个任务。“
一种可以帮助为这种复杂性带来订单的一种技术正在利用基于云的服务来协调舰队。沃尔沃还提供将与安装在现场安装的边缘计算机相同的服务的选项，这可能有助于客户的远程位置或客户所强制执行的特殊安全需求。
与NVIDIA这样的芯片制造商的伙伴关系，其中提供感知系统以及机器学习和人工智能，也在帮助公司在采矿和建筑行业扩大和扩大。
“我们开始学习如何走路，”Delgrossi说。“我们希望解决更复杂的情景，但我们也试图小心，而不是同时做太多的事情。我们知道我们的机器也适合农业。这是一个优先事项的问题。“
危险，劳动力和成本效益
小松有限公司是另一家领先的建筑设备制造商，在自动采矿业务上看涨。自2008年以来，其Frontrunner自主运输系统已移动超过30亿公吨的材料。几百人无人驾驶车辆用于在世界偏远地区的煤，铜，铁矿石和油砂，从澳大利亚到智利。
“这是一项已经使用了很长时间的实用技术，”高德纳公司(Gartner Inc.)的分析师佩德罗·帕切科(Pedro Pacheco)说。高德纳公司是一家专门从事尖端技术研究和咨询的公司。“这不是理论或实验，而是正在付诸实践。”
作为重型机械运营商DWINDLES的人才池，需要在不太理想的地点或处理有害物质中的自动车辆。
“When you think in terms of safety and efficiency, if you don’t pay a person to drive the truck you have a machine that works efficiently with less risk of destruction or fatigue operating in places where health and safety are of extreme importance,” explains Pacheco.
例如，在德国，该国联邦处理放射性废物的联邦机构目前正在开展与汽车工程公司IAV GmbH合作的项目。通过Wi-Fi技术，将核废料运送到地下处理设施的舰队。
为了这个项目，IAV正在建立一个测试车辆，包括一个控制系统工作站。工程师们正在用传感器、控制硬件和软件以及通信技术装备一辆规模化的车辆，并安装一个用于远程控制的控制站。IAV还实现了一个控制机构，用于通信和记录测量数据。
“建立测试车并将其集成到相应的通信基础设施中，现在是我们作为互联系统的汽车开发人员的日常业务，”IAV自动化驾驶功能部门负责人Mirko Taubenreuther说。“该项目的上诉源于未熟悉的地形，为我们的机会提供贡献地下应用的安全运行。
Taubenreuther解释说:“在地面进行初步试验后，我们将把该系统带到约700米深的地下，并在不同的环境下进行测试。”“如果项目成功，我们将证明Wi-Fi 6遥控车辆可以在要求的条件下安全使用。”
在测试期间，IAV工程师将验证无线电波在不同的岩石环境中的传播，例如粘土，岩石或盐，地下WLAN标准Wi-Fi 6的延迟，阴影和信号摊位。在此过程中，它们还将测试系统功能是否在较高的旅行速度下没有干扰。还将模拟特定的过载。
除了农业，采矿和建设中的重载应用外，许多公司正在开发自动化系统，以便在人行道上运营。类似的AV技术已经在医院，研究中心和大学的大型校园部署。根据Pacheco的说法，部署AV技术更容易，是在公共道路上运行车辆的那些类型的封闭环境。
帕切科说:“最重要的因素是，这项技术可以扩展到不同的用例，而且有更多的客户采用它。”“这是关于向潜在客户证明概念，并能够开发超出特定用例的应用程序。”
终极自动驾驶机器
大陆公司(Continental AG)是一家拥有150年历史的公司，主要为农业、建筑和矿业领域的非公路自动驾驶汽车开发雷达、激光雷达和wi - fi摄像头系统以及硬件组件。
“完全自动驾驶是终极目标，无需驾驶员，车辆就能完全自动驾驶——一个典型的例子就是物料处理，比如工厂或仓库中的自动引导车辆，”马里奥·布兰科(Mario Branco)说，他负责大陆所有业务领域的非公路应用业务开发。“我们的重点是oem，但我们也提供改装解决方案，矿业公司可以直接从我们这里购买。”
对Branco来说，越野车自动驾驶市场的有趣之处在于，从终端用户的角度来看，它的商业案例比其他行业更清晰。
“那些向组织销售自动引导车辆或叉车的OEM可以出售不到两年的投资回报，我已经看到了更好的数字，”Branco Notes。“如果可以计算和销售商业案例，提高生产率和效率是有吸引力的。”
此外，某些目标，如可持续性，可以实现越野车。例如，越来越多的农业生产者被要求限制使用化肥、除草剂和杀虫剂。自动越野车可以用来清除作物行间的杂草，或者更明智地使用化学药品。
布兰科指出:“到了一定程度，你需要的技术已经有了，而且价格合理，比如传感器、人工智能和软件。”“得益于这些协同效应，非公路行业正从中受益，提高运营效率的目标也可以实现。”
然而，如果将为公共道路或高速公路开发的自动驾驶技术应用到非公路领域，就行不通了，因为后者的环境截然不同。换句话说，你不能把道路环境带到施工现场或现场。
“其中一个有空的点是我们正在谈论正在进行过程的移动机器;简单的驾驶是不够的，“Branco说。“您需要确保所有这些进程都是自动的。否则，您不会收获完全福利，必须考虑使用案例的复杂性。“
传感器和情感
Aceinna Inc.是电流传感器，流量传感器和惯性测量单元（IMU）感应的领先供应商，已经将其尖端技术应用于农业和建筑市场的越野自主应用。
在农业中，IMU可用于行裁剪间距的精密驱动，具有厘米尺寸精度的额外校正，以及在拖拉机转弯时确定用于种植种子的角度率。
在施工中，挖掘机的底盘，臂架和臂部的IMU使操作员能够计算桶的位置。如果挖掘机的所有角度和几何形状是已知的，则通过三角仪件可以将铲斗的精确位置一起搭配在一起。
“IMU技术与相机或激光雷达不同，它是基于重力的，所以雨水、沙尘和风暴不会影响它，”Aceinna副总裁约翰·牛顿(John Newton)说。“如果你在车上安装一个实时运动学(RTK)全球导航卫星系统(GNSS)系统，你就知道你在哪里，你就知道你在哪里挖掘。这是允许更多自动驾驶应用的下一步，但这些应用的成本需要大幅降低。”
“自动车辆系统需要定位准确性优于10厘米以实现[批判性]性能目标和安全目标，”亚康纳董事长兼首席执行官杨钊。“遗憾的是，即使在理想的操作条件下，GNSS单独跌缩，只能实现仪表级位置准确性。一种导航系统，包括RTK定位引擎和从安全基站的地面网络传送的GNSS校正将可靠地提高位置精度到厘米级精度。“
为了解决这个问题，Aceinna最近推出了OpenARC，这是一个精确定位硬件和软件平台，可以轻松地将GNSS校正与高性能惯性导航系统和RTK硬件集成在一起。OpenARC由Point One Navigation提供动力，Point One Navigation是一家领先的精确定位技术供应商。OpenARC定位平台将Point One的北极星GNSS校正服务与Aceinna的OpenRTK330硬件和软件系统相结合。
对于稳健性，Aceinna的设备在具有IP69等级的壳体中密封，以用于高度粗糙的环境。这是因为许多资格要求对于振动，测试可靠性，加速寿命试验，温度循环，耐化学性和压力洗涤测试的振动，抗高速公路应用更严格，因为必须寻址。
牛顿解释说:“在安全问题上，人们的共识也没有汽车行业那么多。”“没有一个所有人都决定遵守的主导标准。如果每个人都知道该遵守什么，那就容易多了，但我们还没到那个阶段。目前还不清楚这一切会如何发展。”
然而，最近的一个发展，即有望改善越野自治机器性能是Trimble Inc.和Vayavision之间的战略联盟，该公司是Leddartech Co.公司的一家公司计划为农业提出先进的感知硬件和软件。，建筑和采矿市场。
VayaVision的原始数据传感器融合和感知软件平台与Trimble现有的机器控制技术的集成将使复杂工作环境中的智能自动化成为可能。
该联盟的重点是推进多传感器系统的数据融合，如激光雷达、相机和GNSS。这些传感器用于生成可靠的环境地图，这对自动系统至关重要。该结果有望改善自动机器在具有挑战性的工作环境或支持安全关键应用时的性能。
Trimble和Vayavision工程师将合作推进自主开发和采用，可通过可定制的产品组合，可以通过几种方式潜入农业，建筑和采矿专业人员。
“[目标包括]通过路径优化，避免避免和态势认识来增强或取代人类控制，以创造更安全的工作环境，”Trimble自动解决方案部门的商业领域总监Finlay Wood说。“[我们还希望通过优化汽车功能和自动化利用，以降低空闲时间，燃料消耗和环境影响，通过优化车辆功能和利用来改善]可持续性。
Wood解释道:“我们发现，对操作员辅助、自动机器和工作流程优化的需求正在急剧加速。“这样的联盟，对于我们如何在各种程度的自主权下为客户带来附加价值至关重要。”
关闭Blacktop，进入战场
越野自动驾驶的实际应用远远超出了农田和采石场。在不久的将来，通过使用自动驾驶技术来减少操作卡车、坦克和其他车辆所需的人员数量，可以使士兵的军事车队变得更安全。
安全是辩护部门在考虑无人驾驶车辆技术时的关键驱动因素，例如在前线位置或敌方线路上替换士兵 - 与自动车辆。它允许士兵看到他们传统上不能的东西。
“从对人类影响的角度来看，这是非常引人注目的，”通用电气研究院(GE Research)机器人和自动系统主管约翰•利齐(John Lizzi)表示。“下一个前沿领域是将自动驾驶技术应用到更复杂的环境中，从工厂到公路，再到森林等环境，这非常令人兴奋。”
Lizzi和他的同事目前正在通过其可扩展的自适应弹性自治计划与美国军队合作。目标是开发一种新型的“风险感知”自主技术，使军用地面车辆能够安全地在复杂的越野条件下移动。
Lizzi解释说:“如果你回头看看今天的AV行业，他们正在构建的系统在某种程度上结构化和受限的环境中运行，有道路上的线路、标志和大量的地图数据。”“当你考虑到军队和我们的国防合作伙伴的运作领域时，结构要少得多;你并不需要依赖地图数据。”
在Lizzi看来，挑战在于在复杂、非结构化的环境中建立自主性。该研发项目的当前阶段专注于开发和演示一种可以在森林中穿行的系统。
该过程需要设计一个可以查看地形的系统，感知，弄清楚哪些部件风险较小并浏览它。并且，如果它无法通过它，导航系统将返回到不同的行为，并弄清楚如何降低其风险。
“这种不确定意识的能力如此重要的原因是因为你试图实时确定是否安全，”Lizzi指出。“你需要有一些概念的算法如何表演，并对您应该追求您的道路的积极进行一些内省。”
GE研究工程师一直在MD中河中的军队研究实验室的研发设施测试AV技术。下一步正在转换到他们的证明场所，每个人都会看到系统如何在它们的内容中执行的类型。
“现在，硬件比上面运行的软件更具能力，”GE研究高级科学家Shiraj Sen说。“[我们]在坚固的系统中完成了很多工作，也是内置的。
“在系统缺乏自主的情况下，”添加了Sen.“我们正在尝试翻转它，并使自主能够作为它在运行或更具体的车辆中的车辆。”
