Из чего состоит управляемая машина
Система автономного управления переводит серийный буровой станок в режим совместной автономности: машина выполняет повторяемый цикл, оператор разбирает отклонения. Система состоит из трёх частей: бортовой комплект, центр управления и сервер.
Три слоя системы
Слои разделены по ответственности: борт отвечает за то, что нельзя откладывать, центр управления — за решения человека, сервер — за план и историю.
Что ставится на серийный станок
Автономность начинается с физического оборудования: навигации, датчиков, вычислителя, управления механизмами и контура аварийного останова.
| Поз. | Узел | Что делает | Состав |
|---|---|---|---|
0 | Шкаф управления | Переходный слой между вычислителем и штатной электрикой станка. | связь со штатной электрикой · питание |
1 | Инклинометры | Контроль ориентации корпуса и мачты при выравнивании и бурении. | один на корпусе, один на мачте |
2 | Кронштейны | Крепление антенн, камер, лидаров, шкафа и датчиков с учётом вибрации. | по корпусу и мачте |
3 | Кабельные трассы | Питание и обмен данными между узлами комплекта и машиной. | питание · передача данных · антенные линии |
4 | Видеосистема | Круговой обзор оператору и наблюдение за зоной бурения. | обзорные камеры · камера зоны бурения |
5 | Лидары | Геометрия окружения, свободное пространство и защитные зоны. | обзор 360° · передний · задний |
6 | ГНСС и связь | Точная привязка машины и канал до центра управления. | антенны спутниковой навигации и связи |
7 | Аварийный останов | Внешний останов, приводящий машину в штатное безопасное состояние. | приёмник · внешний контур останова |
8 | Датчики | Дополнительные измерения под конкретную машину и участок. | по результатам обследования |
9 | Индикация | Внешняя сигнализация режима работы для людей рядом с машиной. | по углам крыши и корпуса |
Переходный слой к серийной машине
Команда проектирует и собирает узлы, которые связывают вычислитель с гидравликой и штатной электрикой станка: платы управления, измерения тока и распределения питания.
Здесь решается совместимость: серийная машина не рассчитана на внешнее управление, поэтому переходный слой делается под конкретную модель.
Рабочее место оператора
На одном экране видно, какой станок ждёт решения, почему он остановился и какой следующий шаг безопасен.
Карта и задание
Проект скважин, положение станка и текущее задание по каждой машине парка.
Состояние подсистем
Навигация, связь, топливо, вода, диагностика бортовых узлов.
События и видео
Журнал того, что произошло, и обзор с камер станка.
Возврат в работу
Понятный безопасный шаг после остановки, без выезда человека к машине.
Как устроен останов
Автономному станку мало уметь ехать и бурить. Он должен предсказуемо остановиться, когда состояние машины, датчиков или зоны вышло за границы.
Память системы
Сервер связывает проект скважин, план, фактическое выполнение и накопленные данные — без него автономный цикл остаётся набором отдельных поездок.
План и задание
Проект скважин, границы рабочей зоны, распределение заданий по машинам парка.
История выполнения
Фактические параметры цикла, журнал событий и возможность сравнить работу системы между сменами.
Данные и права
Авторизация, база данных, карты и файлы, интеграция с инфраструктурой заказчика.
Технологии разработки
Стек разработки: языки, робототехнический слой, протоколы обмена между узлами, среда моделирования и инфраструктура сборки.
| Направление | Технологии и инструменты |
|---|---|
| Языки программирования | Python, C++, C#, JavaScript, TypeScript, Bash/Shell, YAML |
| Робототехника и восприятие | ROS 2, Foxglove, LiDAR, IMU, RTK, SLAM |
| Протоколы и обмен данными | CAN, CAN FD, Cyphal, CANopen, UART, SPI, I2C, Ethernet, TCP, UDP, DDS/RTPS, gRPC, HTTP/REST |
| Моделирование и трёхмерная графика | Unity3D, Gazebo/Ignition, Blender, 3ds Max |
| Пользовательские интерфейсы | React, Qt |
| Инфраструктура разработки | Linux, Docker, Git |
Что уже проверено
Полный цикл бурения с наращиванием става пройден в симуляторе. Управление гидравликой проверяется на стенде, штатные шины серийного станка записаны на действующем карьере. Полевых испытаний с комплектом ещё не было: они начинаются после обследования участка.
Начнём с технического обследования участка
Разберём текущий цикл бурения, условия площадки и модель станка. На выходе — заключение о применимости и план пилота. Объём и условия обследования согласуем после первого разговора.