【ZiDongHua 之“方案應(yīng)用場(chǎng)”收錄關(guān)鍵詞： RoboSense 割草機(jī)器人 激光雷達(dá)】
 
　　全固態(tài)激光雷達(dá)：高端割草機(jī)器人的智能化“最優(yōu)解”
 
　　當(dāng)下，割草機(jī)器人行業(yè)正迎來全面爆發(fā)的關(guān)鍵時(shí)刻。
 
　　在歐美等發(fā)達(dá)國家，庭院經(jīng)濟(jì)催生了龐大的家用割草機(jī)器人市場(chǎng)。綜合Fortune、BusinessInsights等多家第三方機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，2023年全球割草機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約為11.3億至22.7億美元，預(yù)計(jì)2028年該市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到27.6億至40.4億美元。
 
　　升級(jí)感知導(dǎo)航系統(tǒng)迫在眉睫
 
　　高市場(chǎng)熱度背后，行業(yè)面臨如何選擇割草機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)方案的難題。
 
　　隨著傳感器技術(shù)和鋰電化趨勢(shì)的興起，割草機(jī)器人從“埋線式”向“無邊界”升級(jí)跨越，引入了RTK（Real - time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位）、UWB（Ultra Wide Band，超寬帶）等技術(shù)，融合視覺傳感器，成為行業(yè)常見的部署方案。
 
 
　　△ 割草機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)演進(jìn)路徑
 
　　然而，面對(duì)復(fù)雜不一、地形多變、高低起伏、障礙物多樣等庭院環(huán)境，割草機(jī)器人的感知導(dǎo)航系統(tǒng)還面臨如下挑戰(zhàn)：
 
　　依賴基站部署，服務(wù)成本高：需額外安裝固定基站，但基站成本高、施工復(fù)雜，商用基站成本高昂；
 
　　RTK信號(hào)穩(wěn)定性差：信號(hào)易受高層建筑物、樹木等遮擋，甚至還會(huì)受到云層厚度及高緯度影響，定位穩(wěn)定性差，產(chǎn)生漏割及割草效率低等問題；
 
　　受天氣、環(huán)境等制約：在低光照、逆光或雨霧天氣下，視覺感知性能變?nèi)酰?/div>
 
　　感知穩(wěn)定性低，有安全隱患：對(duì)寵物、兒童等小型、動(dòng)態(tài)物體的感知能力弱，識(shí)別易出錯(cuò)，不僅有物體卷入割草機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)障礙物附近會(huì)產(chǎn)生漏割區(qū)域；
 
　　復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性差：對(duì)高低起伏的復(fù)雜地形，有樹籬、花叢、圍欄、臺(tái)階等復(fù)雜空間的適應(yīng)性不夠。
 
　　隨著全球市場(chǎng)需求爆發(fā)，割草機(jī)器人行業(yè)亟需具備更精準(zhǔn)的感知與更高精度的導(dǎo)航能力，以實(shí)現(xiàn)“全地形適應(yīng)、全天候可靠、全自動(dòng)高效”的割草作業(yè)需求。
 
　　如何構(gòu)建“高精度感知+高可靠性”的底層能力？
 
　　要破解當(dāng)前的技術(shù)瓶頸，全固態(tài)激光雷達(dá)是首選方案。
 
　　與依賴基站獲取信號(hào)的RTK+視覺方案相比，激光雷達(dá)不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)被遮擋而產(chǎn)生無法割草的區(qū)域，且無需安裝基站，節(jié)省了部署或商用成本。在激光雷達(dá)成本優(yōu)勢(shì)空間進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)下，“激光雷達(dá)+視覺”有望取代“RTK+視覺”，成為智能割草機(jī)器人的主流方案。
 
　　而與混合固態(tài)和機(jī)械式激光雷達(dá)相比，全固態(tài)激光雷達(dá)則具有更高的可靠性和穩(wěn)定性、更高的掃描速度和精度、更小的尺寸和體積，以及更大的成本優(yōu)化空間，將幫助割草機(jī)器人構(gòu)建“高感知+高精度定位+高可靠性”的底層能力，為全天候高效作業(yè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)，進(jìn)一步推進(jìn)規(guī)?；瘧?yīng)用。
 
　　真正要做好激光雷達(dá)的技術(shù)產(chǎn)品，需要長時(shí)間的積累。早在2017年，RoboSense速騰聚創(chuàng)就聚焦于激光雷達(dá)核心器件的芯片化，全力組建芯片團(tuán)隊(duì)，為激光雷達(dá)規(guī)模化量產(chǎn)做好準(zhǔn)備。歷經(jīng)長達(dá)4年的規(guī)?；瘧?yīng)用考驗(yàn)，RoboSense速騰聚創(chuàng)車載激光雷達(dá)產(chǎn)品具備扎實(shí)可靠的產(chǎn)品質(zhì)量，將激光雷達(dá)成本從幾萬美金壓縮到幾百美金的區(qū)間。在此過程中，還沉淀了自研SoC芯片以及相關(guān)的傳輸、接收和處理系統(tǒng)等技術(shù)和專利。
 
　　目前，RoboSense速騰聚創(chuàng)是業(yè)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)自研且可量產(chǎn)的固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)的企業(yè)。2022年，我們率先發(fā)布全球首個(gè)可量產(chǎn)的全固態(tài)激光雷達(dá)平臺(tái)E平臺(tái)。E平臺(tái)創(chuàng)新性的集成了全球首款數(shù)字化SPAD-SoC芯片和2D VCSEL芯片，在全球首次將激光雷達(dá)接收和信號(hào)處理整合到一顆芯片。2024年，E平臺(tái)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，標(biāo)志著RoboSense速騰聚創(chuàng)成為業(yè)內(nèi)唯一一家攻破了二維可尋址VCSEL技術(shù)，有效抑制了高反膨脹問題，實(shí)現(xiàn)了自研SPAD-SoC量產(chǎn)的激光雷達(dá)供應(yīng)商。
 
 
　　SPAD是全固態(tài)激光雷達(dá)的核心部件，具有定義整機(jī)系統(tǒng)性能上限的戰(zhàn)略意義。SPAD擁有高增益、高靈敏度、高動(dòng)態(tài)范圍、高可靠性、數(shù)字信號(hào)輸出、易集成等優(yōu)勢(shì)，有助于固態(tài)激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)高度集成和小體積，以較低的功耗實(shí)現(xiàn)看得又遠(yuǎn)、又快、又準(zhǔn)，且能大大降低成本。
 
　　SPAD-SoC芯片采用先進(jìn)的3D堆疊工藝，突破性地把SPAD陣列和SoC融合到一顆芯片里，實(shí)現(xiàn)從“光子信號(hào)到點(diǎn)云數(shù)據(jù)”的高效處理，算力消耗僅為傳統(tǒng)方案的1/10。
 
 
　　在SPAD-SoC芯片自研基礎(chǔ)上，RoboSense速騰聚創(chuàng)采用二維可尋址面陣VCSEL技術(shù)，支持靈活的掃描方式，極大提高能量利用率?；赟PAD-SoC與2D VCSEL技術(shù)架構(gòu)的固態(tài)激光雷達(dá)，在有效解決激光雷達(dá)“高反污染”問題的同時(shí)，能兼顧實(shí)現(xiàn)更高的性能與高可靠性，且具有更優(yōu)的成本效益。
 
　　采用SPAD-SoC+2D VCSEL的全固態(tài)激光雷達(dá)，將為割草機(jī)器人在復(fù)雜庭院場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)高精度定位、障礙物規(guī)避，支持更精細(xì)和更高效的全天候作業(yè)，提供堅(jiān)實(shí)的感知支撐。
 
　　四大核心優(yōu)勢(shì)，幫助割草機(jī)器人更聰明、更智能
 
　　RoboSense速騰聚創(chuàng)全固態(tài)激光雷達(dá)具備四大核心優(yōu)勢(shì)，成為各大頭部割草機(jī)器人企業(yè)打造高性能感知解決方案的共同選擇。
 
　　1. 超高分辨率：
 
　　實(shí)現(xiàn)高精度定位、精準(zhǔn)避障，高效貼邊作業(yè)
 
　　線數(shù)高達(dá)144線（一般廠商通常不高于40線），每秒26萬點(diǎn)超高清點(diǎn)頻，提供比傳統(tǒng)系統(tǒng)超三倍密度的環(huán)境點(diǎn)云信息。
 
　　在有階梯、樹籬、圍欄等邊界的復(fù)雜庭院環(huán)境下，搭載高線數(shù)固態(tài)激光雷達(dá)的割草機(jī)器人貼邊割草表現(xiàn)尤為出色。對(duì)比一般低線數(shù)激光雷達(dá)，其具有豐富的點(diǎn)云信息，可以清晰識(shí)別草坪邊緣，花欄、臺(tái)階等障礙物，輪廓細(xì)節(jié)纖毫畢現(xiàn)，貼邊割草時(shí)可精確控制與障礙物的距離，避免碰撞的同時(shí)也能減少雜草殘留。
 
　　△ 貼邊割草作業(yè)場(chǎng)景點(diǎn)云對(duì)比
 
　　同樣環(huán)境下，搭載高線數(shù)固態(tài)激光雷達(dá)的割草機(jī)器人，能精準(zhǔn)檢出草坪上的小狗、灌木叢等各類動(dòng)靜態(tài)障礙物。
 
　　△ 識(shí)別小狗等小物體場(chǎng)景點(diǎn)云對(duì)比
 
　　2. 超高可靠性：
 
　　高度適配戶外工況和使用壽命的需求
 
　　徹底摒棄傳統(tǒng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)部件，全芯片化的固態(tài)設(shè)計(jì)讓內(nèi)部無任何運(yùn)動(dòng)部件，外形精巧輕盈，出光窗口尺寸小、平整無凸起，更易集成于割草機(jī)器人機(jī)身內(nèi)，實(shí)現(xiàn)更小的露出表面，部署更美觀的同時(shí)也避免了外部碰撞的風(fēng)險(xiǎn)；且出光窗口片為玻璃材質(zhì)，相較于采用塑膠材質(zhì)的360°混合固態(tài)激光雷達(dá)，當(dāng)割草機(jī)器人穿梭于草地、進(jìn)出灌木叢時(shí)，更不容易被刮花。
 
　　基于車規(guī)級(jí)平臺(tái)設(shè)計(jì)，通過超60項(xiàng)可靠性測(cè)試，工作溫度-40°C至+85°C，可承受50倍重力加速度的振動(dòng)沖擊，無懼割草機(jī)器人在割草過程中鋸片高速旋轉(zhuǎn)帶來的振動(dòng)沖擊。
 
　　同時(shí)，達(dá)到IP67、IP6K9K高規(guī)格防護(hù)等級(jí)，可從容應(yīng)對(duì)雨水、沙塵等嚴(yán)苛環(huán)境，完美適配割草機(jī)器人戶外工況和使用壽命的需求，遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
 
　　3. 超大垂直FOV：
 
　　看得更遠(yuǎn)、更清，減少盲區(qū)
 
　　垂直FOV高達(dá)90°（一般廠商通常低于60°），配合30m@10%測(cè)距能力，最遠(yuǎn)測(cè)距可達(dá)75m，在較遠(yuǎn)距離下依然能夠保持精確定位，減少近區(qū)盲區(qū)，對(duì)不同深淺的草坪和其中的細(xì)微障礙物能實(shí)現(xiàn)更全面的感知，幫助割草機(jī)器人在大面積庭院中進(jìn)行精準(zhǔn)建圖和更精細(xì)的割草路徑規(guī)劃，提高割草效率。
 
　　4. 超強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力：
 
　　夜間、強(qiáng)光、遮擋環(huán)境均可作業(yè)
 
　　激光雷達(dá)采用dToF技術(shù)進(jìn)行定位，不受物體紋理色彩、照明環(huán)境及天氣干擾影響。對(duì)比傳統(tǒng)方案，搭載激光雷達(dá)的割草機(jī)器人在黑夜等弱光環(huán)境下也能實(shí)現(xiàn)高精度三維感知，支持全天候割草，更便捷、更高效。
 
　　△ 黑夜場(chǎng)景對(duì)比
 
　　在有樹木、高層建筑物遮擋衛(wèi)星信號(hào)的環(huán)境中，激光雷達(dá)的點(diǎn)云輸出也不受影響，依然能夠?qū)崿F(xiàn)高精度3D定位、建圖導(dǎo)航，對(duì)于視覺無法識(shí)別的突出異形物體也能輕松感知，幫助割草機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高效作業(yè)。
 
　　△ 對(duì)突出異形物體，RoboSense高線數(shù)固態(tài)激光雷達(dá)的點(diǎn)云效果
 
　　RoboSense速騰聚創(chuàng)全固態(tài)激光雷達(dá)通過無可比擬的高性能、高集成度和高可靠性，帶給割草機(jī)器人更高清的三維視野和高精度避障能力，助力割草機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全天候高效作業(yè)，已成為割草機(jī)器人企業(yè)推進(jìn)智能庭院應(yīng)用的得力拍檔。在全球割草機(jī)器人大爆發(fā)態(tài)勢(shì)下，RoboSense速騰聚創(chuàng)將駕乘新一輪產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，以引領(lǐng)性技術(shù)產(chǎn)品實(shí)力助力割草機(jī)器人智能化升級(jí)，讓更多的消費(fèi)者享有更省心、更愜意的智能庭院生活。
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