陈新：未来已至，拓普康用精密定位技术装备机械

【中国路面机械网  原创文章】当前摊铺机等操作手不仅难找，而且人工成本越来越高，特别是在摊铺机施工领域，由于施工现场沥青烟气对人体有害，无人驾驶摊铺机的出现属大势所趋。另外，路面摊铺作业工况较为简单、封闭，无人驾驶摊铺机在工地使用的可行性较高，而且极为必要。三一重工在无人驾驶路面机械的研发已经走在行业前列，分别在2019年11月和12月，举办了三一无人驾驶摊铺压实施工观摩会和无人驾驶智能沥青摊铺压实施工技术交流会，沥青摊铺设备无论在施工效率平整度及物料离析控制方面都表现优异，令观摩的客户们惊叹不已。在这两场智能沥青摊铺施工作业中，三一无人驾驶摊铺机配置的3D找平系统是由拓普康索佳（上海）科贸有限公司提供。日前，中国路面机械网就无人驾驶智能化施工技术未来的发展等热点话题对拓普康索佳（上海）科贸有限公司总经理陈新先生进行了专访。

拓普康索佳（上海）科贸有限公司总经理陈新先生

进军中国市场

拓普康索佳（上海）科贸有限公司是美国拓普康定位系统公司在上海自贸区注册成立的全资子公司，是上海自贸区正式挂牌后注册的第一家外资独资企业，也是拓普康集团在中国设立的第一个独资企业。该公司负责拓普康集团旗下测量定位、建筑施工和精准农业三大业务领域各品牌与产品线在中国（含港澳地区）及蒙古国的市场营销、渠道分销、技术支持、售后服务和业务拓展。

全球测量与建筑定位仪器领军企业拓普康集团，企业总部设在日本东京，1991年进入中国， 1994年与北京光学仪器厂建立合资公司进行本地化开发和销售；2000年之后，拓普康分别在北京和东莞投资设立了合资工厂，进行大规模本地化生产；2013年，成立全资子公司——拓普康索佳（上海）科贸有限公司，对销售渠道和营销模式进行了深入改革，全面推进拓普康集团在测绘装备、工程机械、精准农业、医疗眼科等方面的业务。

助推工程机械领域智能化发展

在工程机械领域，拓普康早在上世纪70年代就开始做建筑激光准直类产品；拓普康也是最早生产激光准直、激光找平和声呐找平这类产品的企业之一。1999年，随着GNSS实时精密定位技术取得重大进展，加上各种光机电设备的集成应用，拓普康对施工机械的控制系统逐渐从1D、2D发展为3D，并在2005年后开始全面进军3D控制系统产品领域。

3D控制系统主要是通过整合包括GNSS、IMU、角度传感器、激光、声呐、全站仪等多种精密定位传感器来实现对工程机械的工作部件进行自动化控制，如推土机和平地机的铲刀控制，摊铺机的熨平板控制，挖掘机的铲斗和斗杆、动臂控制。拓普康在工程机械的3D控制领域已经是全球领先品牌。

不过，要实现工程机械的无人化和智能化，还要涉及到机械本身行走及内部操作等方面的多种控制，需要主机厂家的全面参与、联合开发，才能实现。为此，拓普康做了大量的工作，在国际上与约翰迪尔、小松、卡特彼勒、沃尔沃、维特根、戴纳派克等企业在推土机、平地机、挖掘机、摊铺机、铣刨机等方面有大量的合作。而在国内，如前面提到的，拓普康3D找平系统已经在三一重工的无人驾驶摊铺机上进行了应用，并取得了非常好的效果。除了与三一重工在无人驾驶摊铺机方面的合作外，也与山推、徐工、柳工、雷沃等著名企业进行了相关合作。

三一无人驾驶智能沥青摊铺压实施工技术交流会现场

拓普康3D找平系统在三一无人驾驶摊铺机上进行应用

九十年代末期，拓普康就开始在摊铺机3D控制系统进行了重点研发工作，2006年，拓普康把GNSS和激光扫平两种技术进行了扩展与深度整合，开发出了独有的产品——mmGPS或毫米GPS，即在水平方向采用GNSS定位达到厘米级精度，高程方向采用专有的“域激光”（LaserZone™）技术达到毫米级精度，从而满足高精度沥青或混凝土摊铺的施工要求。这一产品在行业中是独一无二的创新，是继第一代GNSS 3D控制、第二代全站仪3D控制之后的第三代3D控制产品。它的优势是GNSS基站可以进行较大范围的自由布设，同时激光基站也是采用主动发射信号，接收端被动接收并独立计算，一台发射器，可以实时控制一定范围内的所有接收装置。

LZ-T5激光发射器的架设

域激光接收器

上图 实时检测摊铺质量

对于施工企业来说，采用装备了拓普康3D控制系统的摊铺机产品，在摊铺施工前就建立3D施工模型，导入设备控制系统中，直接进行施工作业，从而解决了传统的打桩、拉钢线和平衡梁等人工参与作业可能导致的施工质量问题，还可大幅减少施工人员数量。其次，因为有3D模型在系统中，不论是白天还是黑夜施工，在控制系统的自动控制下，摊铺机的熨平板都会按照设计自动进行作业，不会对施工质量产生负面影响。比如在机场的不停航施工方式中，需要长时间夜间多机联合、连续作业，应用了拓普康3D控制系统的摊铺机就可以实现保质保量的精准施工作业。第三，精度有保障，施工质量均匀，克服了打桩、拉钢线和平衡梁等人为操作因素。第四，能够促进施工效率的提高，缩短工期，降低设备占用时间。第五，可显著节省施工物料。第六，采用3D控制系统的施工过程都是数字化的，施工数据可以完整保留下来，万一这一路段出现问题，是可以进行所有数据追溯的，监理公司可以依据数据，进行检核。

Topcon mmGPS 3D控制系统应用于云南高速公路项目施工现场图

Topcon mmGPS 3D控制系统应用于香港机场项目施工现场图

在日本，国土交通部政府网站，对施工企业采用3D控制系统进行智能施工的投标方案，在招标过程中会额外给与奖励分数，从而增加采用3D控制技术的企业的中标概率，以促进智能化施工的开展。2015年，日本政府制定了国家建筑施工效率提升的重大战略，这是经过大量调研，在几十上百个项目中，把传统方式与智能施工方式的效率图表对比得出的结果。

全力以赴进军工程机械行业

陈新总经理表示：“在过去的30年当中，我们是用拓普康的精密测绘仪器装备人员，未来的5-10年，甚至是20年、30年，我们的主要工作不再仅仅是装备人，而是用我们的精密定位技术来装备机械。这里说的机械包括筑路机械、土方机械，将来也包括自动驾驶的汽车，船舶、机器人等等。未来的最主要工作就是装备智能机械，因为机械的保有量大，比做测量的专业人员要多得多，所以，拓普康在这方面投入是非常大的，也非常看好这个方向。”

工程机械产品对自动化、智能化的需求，比传统测量需求的体量大得多，这也是拓普康全力以赴进军这部分市场的一个重要原因。

从现场勘测直到竣工验收，拓普康开发了适合施工的全流程解决方案和产品。

拓普康挖掘机控制系统产品丰富全面，可以为所有应用提供精确、可靠的引导或控制服务。通过现场连接进行管理，实现可见性，加快工作流程。明亮的全彩色界面实现全触屏控制。选择 2D 或 3D 解决方案，以适应您的需求，并促进您的发展。

拓普康挖掘机控制系统

拓普康是许多伟大革新的先驱，尤其是推土机和平地机2D/3D控制系统。采用拓普康3DMC2技术，能实现双倍的作业效率和极佳的平地速度、灵活性和精度控制，满足各种土方和平地应用的需求。

拓普康长期引领摊铺作业控制技术的潮流。拓普康产品组件结构牢固结实，专为最严酷的摊铺工况设计，带给您可靠、卓越的作业成果。只有拓普康的摊铺机控制系统拥有 GNSS、激光、全站仪、声呐等多种技术的灵活性。

Topcon mmGPS 3D摊铺控制系统组成结构图

推动工程机械无人驾驶技术发展

随着工程机械保有量的增加，对于机器操作者的需求也不断增加。由于工程机械设备的作业环境和舒适度导致了选择做操作手的人群越来越少。利用新技术来实现辅助操作或逐步替代人完成无人操作，是必然趋势。对于目前巨大的存量市场来说，无人驾驶技术市场商业价值潜力巨大。

近年来，越来越多的工程机械厂商已经在着手进行无人驾驶的产品研发和生产，但是，距离实际大规模使用还有一段过程。分析其中原因，陈总表示，要使设备实现全面自动控制涉及多个方面和多个层级。目前，部分机械制造企业采用了遥控方式，通过VR、5G的方式实现了远程操控。但是，这还没有实现自动化控制。而像拓普康这样在施工控制领域实现了自动化流程的企业，则在机械的传动和行走方面较难发力。所以，现在的无人驾驶设备自动化程度还不够高，只是实现了局部自动化，还没有实现全面自动化。

鉴于拓普康知道如何从工程设计到现场放样，从现场放样到实际施工的全流程自动化管理与成果质量控制，这是我们所擅长的。因此，要想实现全面自动化，就需要我们和主机厂商共同来做无人驾驶技术的综合性开发，才能全面推进无人化、智能化的发展。

目前，拓普康在国内工程机械方面的应用刚刚起步，两端并重，一方面有代理商去做后端市场，针对不同品牌的工程机械，引入拓普康的智能化产品，实现自动化。与此同时，也去和主机厂一起做前端市场，这里有浅层次的OEM，就是主机厂的产品出厂前预留设备端口，用户可以选配拓普康的产品；还有就是深度的OEM，主机产品在设计的时候就加上了这部分功能，预留模块，在销售产品的同时，就已经标配拓普康的智能化系统在其中，直接实现了自动化的功能。拓普康目前在国外已经和小松的推土机、约翰迪尔的推土机和平地机实现了出厂设备标配，有利于整机的性能表现，深度OEM前端市场未来将会大幅度推进。

双轮驱动，纵深发展

对于未来的发展规划，陈总表示，拓普康将实行两条线发展，很形象的比喻是拥有“前轮”和“后轮”的一辆自行车，“前轮”是后端市场，对目前市场上保有的机械设备进行拓展开发，让有智能化施工需求的终端用户能够使用拓普康的3D控制系统。“后轮”是主机厂商配套市场，这部分也是未来发展的一条主线。随着后端市场逐渐成熟，那么“后轮”的前端市场也就发展起来了，推动市场全面普及和发展的需求来自前端市场，真正的动力在后面。

我们相信，随着拓普康工程机械智能化解决方案在工程机械的普及应用，中国工程机械的智能化、无人化的应用也将走上新的台阶！

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