進(jìn)入4月,很多外國友人迎來打理家庭花園與草坪的忙碌季節(jié)。
調(diào)查機(jī)構(gòu)弗若斯特沙利文的一份行業(yè)報(bào)告曾顯示,目前全球約有2.5億個庭院,其中美國有1億個,歐洲有8000萬個,歐美地區(qū)的庭院數(shù)量加起來超過了全球的三分之二。在歐洲,差不多半數(shù)家庭每個月起碼得對草坪修剪兩次。并且,每次聘請專業(yè)人員來割草,費(fèi)用在 30 至 80歐元不等。如此頻繁的維護(hù)頻次,加之高昂的成本,使得智能割草機(jī)市場呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢,“智能化”已成為行業(yè)競爭的絕對焦點(diǎn)。
然而,傳統(tǒng)割草機(jī)器人在技術(shù)上存在諸多局限性,面對庭院工作的復(fù)雜場景,諸如:草坪起伏不平、障礙物隨機(jī)散布、遮擋嚴(yán)重等,傳統(tǒng)傳感器技術(shù)頻頻失效,導(dǎo)致割草機(jī)器人在實(shí)際操作中頻頻遇到“走不穩(wěn)、割不全、撞不停”的真實(shí)痛點(diǎn),如何能讓割草機(jī)器人真正實(shí)現(xiàn)全自主、高安全作業(yè)?
亮道智能LD Gen2 Lite純固態(tài)Flash激光雷達(dá),
讓割草機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全場景自主作業(yè)
難題一:定位不準(zhǔn)
多數(shù)傳統(tǒng)割草機(jī)器人依賴地埋邊界線或GNSS定位來確定工作區(qū)域,眼下也有一些企業(yè)采用IMU與視覺融合的定位方案。
埋線定位:傳統(tǒng)割草機(jī)器人需要埋設(shè)邊界線來劃定工作區(qū)域,但這一過程復(fù)雜、地埋線部署成本高、維護(hù)繁瑣,用戶對“開挖草坪”的接受度極低。
GNSS定位:通過接收衛(wèi)星信號實(shí)現(xiàn)高精度定位,能夠支持割草機(jī)器人在空曠場景下有較好的定位表現(xiàn),但是一旦遭遇建筑物或樹蔭遮擋,容易出現(xiàn)信號漂移,導(dǎo)致機(jī)器人定位偏差過大、工作面積不完整、或者誤闖入非割草區(qū)域,甚至?xí)l(fā)生設(shè)備迷路。
IMU與視覺融合的定位方案:遇到光照不足、場景紋理不豐富時,視覺定位方案精度下降,可能會出現(xiàn)幾厘米到幾米的誤差,雖然定位精度在地面平整、四邊規(guī)整的草坪上定位效果得到明顯提升,但依然難以接受不規(guī)則花坪、無邊界草坪以及帶有陡坡的草坪的挑戰(zhàn)。
LD Gen2 Lite 破局密鑰
硬件部署簡化:無需任何外部基站或物理部署,開箱即用
量化設(shè)計(jì):<350g超輕機(jī)身,外形小巧集成更靈活,輕松嵌入割草機(jī)器人
全固態(tài)可靠性:純固態(tài)Flash技術(shù),無機(jī)械活動部件,通過IP67防水測試,振動環(huán)境下性能無衰減,抗干擾能力強(qiáng)
低能耗設(shè)計(jì):<9W低功耗,適配割草機(jī)器人長時間戶外穩(wěn)定作業(yè)需求,減少充電頻率,提高整體效率
傳統(tǒng)導(dǎo)線 vs 雷達(dá)免布線導(dǎo)航
難題二:地面不平
戶外草坪地形復(fù)雜,視覺SLAM技術(shù)在不平整的地面上容易“迷路”,導(dǎo)致機(jī)器人下坡失控或爬坡無力!
視覺SLAM在弱光、低紋理場景易失效,如雨后濕草坪、低光黃昏時段、陰影覆蓋區(qū)域及草叢動態(tài)變化均會導(dǎo)致圖像模糊、特征提取失敗。更關(guān)鍵的是,視覺方案難以準(zhǔn)確評估坡度變化。尤其面對坡地時,視覺無法精準(zhǔn)感知坡度變化,可能出現(xiàn)動力分配不均:導(dǎo)致割草機(jī)器人誤判地形陡峭程度,上坡時因動力不足停滯,下陡坡時因速度失控造成設(shè)備側(cè)翻等一系列問題,進(jìn)而導(dǎo)致安全隱患和作業(yè)效率低下。
LD Gen2 Lite性能突破
動態(tài)地形建模:精準(zhǔn)感知地面起伏與坡度變化,實(shí)時調(diào)整運(yùn)動策略
動態(tài)環(huán)境適應(yīng):快速數(shù)據(jù)采集能力在復(fù)雜地形中快速捕捉動態(tài)物體軌跡,避免因障礙物移動導(dǎo)致定位誤差
厘米級SLAM定位:192線超高線束+120°×90°超廣視場角,構(gòu)建厘米級高精度三維點(diǎn)云地圖
視覺 vs 激光雷達(dá)
難題三:障礙難識別
草坪上散落的玩具、石塊等物品,讓純視覺的割草機(jī)器人“眼花繚亂”,容易發(fā)生碰撞或誤割!
草坪環(huán)境充滿不確定性:兒童玩具、寵物、園藝工具、水管、石塊等低矮散落物已成為割草機(jī)器人故障主因。《德國萊茵TüV家用割草機(jī)器人白皮書》顯示,純視覺方案對小體積障礙物漏檢率高達(dá)62%,很難準(zhǔn)確區(qū)分障礙物的形狀與大小,容易漏檢甚至誤判。尤其在顏色相近場景如綠色玩具車在草坪上幾乎“隱身”。
不同類型的目標(biāo)物具有各自獨(dú)特的特征,視覺算法需要準(zhǔn)確提取這些特征才能進(jìn)行識別。然而,現(xiàn)實(shí)世界中的物體種類繁多,形態(tài)各異,有些物體的特征可能非常細(xì)微或難以用簡單的視覺特征來描述。相比之下,高線束的激光雷達(dá)主要基于物體的三維結(jié)構(gòu)和距離信息進(jìn)行識別,對于不同物體的識別與區(qū)分可以直接通過點(diǎn)云探測獲取。
LD Gen2 Lite感知升維
超高精探測:在10%反射率下探測距離達(dá)30m,等效192線的超高線束, 120°x90° 的超大視場角,可精準(zhǔn)識別環(huán)境輪廓、障礙物和邊界
智能避障規(guī)劃:實(shí)時點(diǎn)云生成物體輪廓,自動計(jì)算安全距離與避讓路徑,保護(hù)機(jī)器人自身和草坪設(shè)施安全
目標(biāo)識別與分類:區(qū)分靜止障礙與移動目標(biāo),基于點(diǎn)云算法識別各種異形目標(biāo)物。
傳感器技術(shù)橫評:誰能勝任復(fù)雜戶外?
結(jié) 語
割草機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定、高效運(yùn)行離不開核心傳感器的支撐。亮道智能純固態(tài)Flash激光雷達(dá)LD Gen2 Lite,以超小體積、超輕重量、超高線束、超長探測距離和低功耗等卓越性能,為割草機(jī)器人提供了真正“場景無關(guān)”的感知能力。從精確地形建模到毫米級避障,從零部署易用性到全場景泛化能力,助力割草機(jī)器人不再依賴復(fù)雜布線、不再懼怕地形坡度、不再擔(dān)憂障礙碰撞,從“偽智能”邁向真正的全場景自主作業(yè)。
未來,隨著多傳感器融合技術(shù)的不斷進(jìn)步,基于LD Gen2 Lite的解決方案有望在更大范圍、更復(fù)雜場景中推廣應(yīng)用,推動割草機(jī)器人乃至整個園林機(jī)械智能化轉(zhuǎn)型。當(dāng)激光雷達(dá)從實(shí)驗(yàn)室走向千萬家庭草坪,一個真正“解放雙手”的智能時代正在到來。
審核編輯 黃宇
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