3999元的360° 混合固态激光雷达,能否将移动机器人带入3D时代?
如果不考虑成本,大多数机器人企业都会选择上3D激光雷达。
无论是为了让移动机器人能与人更好协作,还是可以提供更安全、更智能化的新服务,借助关键传感器3D激光雷达,机器人的感知系统从2D走向3D已成为了新的行业趋势。
由于2D激光雷达仅能扫描二维特征信息,难以还原物体形状大小和三维空间信息,场景局限在布局相对简单、固定的室内区域,难以满足复杂环境或室内外跨场景应用。目前,尽管机器人行业市场规模大(IFR预计2022年将达到513亿美元),但“渗透率”相对较低。越来越多的企业开始意识到2D激光雷达的局限性:产品低价,但应用(场景)限制多、后期维护成本较高。
市场需要“更聪明”的机器人,进而对感知传感器的灵活性和安全可靠性提出了更高的挑战。采用更强大的3D激光雷达方案已成大势所趋,但由于传统16线或32线机械式激光雷达动辄上万的价格,令一些厂商望而却步。
3D激光雷达的价格还有没有进一步降低的可能性呢?机器人大讲堂注意到,在1月10日览沃发布的业内首款360°混合固态激光雷达Mid-360,相较传统机械式激光雷达,价格骤降至3999元,颠覆了行业对3D激光的认知。我们以该产品为契机,深入研究3D激光雷达进一步降本对机器人行业带来的一些改变。
▍为机器人行业带来更大的降本增效
2022年已经被全球公认为是激光雷达产业规模化元年,中国厂商在全球市场份额得到了快速增长。为了能拿下更多的市场份额,同时还能提供更具有性价比的产品及服务,一直是国内激光雷达厂商致力于推进的方向,但做到两者均衡并不容易。
激光雷达原理是通过激光发射和接收的飞行时间,探测获得目标距离。目前业内实现360°的3D激光雷达产品,大多为机械式,雷达内部包含激光发射、光学接收、光电信息处理系统、无线供电通讯系统、以及带动收发模块旋转的电机等模块。
如此多需要配合转动起来的模块,也造成机械式激光雷达,不仅很难设计、难组装、可靠性低,且价格较高,16线机械式雷达,单颗雷达价格就要上万。但览沃的Mid-360产品通过使用半固态技术,将激光收发模块固定,只保留扫描模块转动,在保证可靠性的同时,售价仅是传统16线机械式的1/3不到,是真正意义上的“高性价比”3D激光传感器。
一方面,过去三年疫情导致的经济低迷,终端客户需要将钱花在刀刃上,对机器人公司要求更加实在,通过“降本增效”实现更多价值。另一方面,除了硬件成本外,后期隐形的维护成本也是机器人厂家的痛点。
由于2D激光雷达特征点过少,环境整体识别成功率较低,鲁棒性差,后期造成退化问题,需要工程师现场维护,这也给二次开发部署带来不菲的隐性成本。为了开拓更大市场,适应室内外跨场景等更加复杂的环境,机器人公司不得不尝试机械式3D激光雷达。
无人车叉车行业,经过几年验证已经证明,3D激光的机器人定位稳定性高,几乎不需要再次维护,大幅节省企业隐形管理成本,只是因机械式3D激光传感器单价太高,导致当前3D激光的替代率非常低。
而LIVOX的Mid-360不仅性能比机械式3D激光更强大,同时还解决了机械式雷达的可靠性问题,最重要的是硬件成本大幅降低,仅是16线机械式雷达的1/3成本,真正为企业带来降本增效。当然,其价值不仅体现在降低传感器硬件成本,同时还大幅度降低企业隐形管理成本,如部署时间缩短、效率大幅提升、后期维护成本减少等。
例如未来机器人多款叉车上就采用了一套基于MID-360的多模态融合导航方式,针对客户的柔性生产需求与痛点,用作叉车导航、栈板识别和避障等功能,提供了一套领先的解决方案。使得未来机器人智能化水平越来越高,实现了对于固定场景的突破,让机器人不仅可以在园区内外、室内外场景下平滑切换,还能不受地面平整度影响,大大简易化了企业设施,满足了更多样的柔性化生产需求。
▍走向高性能3D时代
市面上有多种应用场景的移动机器人,比如工业叉车、AGV、餐厅服务机器人、清洁机器人等,它们的感知传感器的方案,决定了机器人导航定位、路径规划和感知能力上限, 还直接影响自家机器人的表现能力和用户体验。
例如,在物流仓库场景中的无人叉车,为了检测码垛和和优化托盘处理解决方案,需要识别托盘的相对高度、叉孔。而大部分移动机器人的感知采取工业TOF相机。而对于定位导航功能,采用2D激光雷达加上反光片的方式部署,提升定位稳定性。
第一,叉孔感知层面,深度相机或TOF相机在环境光中会产生大量的噪点,感知距离更是有限,应用仅局限于室内和特征点稳定的标准托盘,无法在室外和非标准化托盘仓库使用。
第二,定位导航层面,2D激光因其性能的局限性,以及只有二维信息,特征点过少,在室内环境下只能搭配贴反光片才能提升稳定性。因此前期部署时间长、成本高,一般1-2月时间完成现场部署。后期仓库环境的变动,会使定位失效,导致维护成本上升。对于室外仓库的应用,因环境变化更快且更空旷,这种方案很难在室外使用。
为了扩大应用场景,3D激光雷达已经成为“更聪明”的机器人理想方案,而3999元Mid-360的横空出世让移动机器人在进行环境感知时有了更优选择。
▍以小见大
在官网的发布介绍中我们看到,Mid-360嵌入到车体隐藏,外露的半球形窗口直径仅为4.5cm,高度为2.5cm,嵌入式设计意味着能为机器人在空间结构的设计上提供更多选择,小尺寸、更灵活的搭载方式,不仅能一改机械式激光雷达外观上大尺寸笨重的形象,还可凭小巧身躯就覆盖机身四周全视场角。
从官网资料来看,其长宽高仅为65*65*60mm,相较于觅道系列上一款产品Mid-70缩小近59%,同时,这也是目前市面上体积最小的3D激光雷达产品。
为了满足户外高动态环境感知、避障、导航多个问题,在激光雷达方面,新石器无人车的新一代无人配送机器人就采用览沃的Mid-360激光雷达,不仅整车美观度大大提升,还以低成本方案实现了车身近处的补盲和避障,保证了城区无人配送场景的可靠性和安全性。
▍结语与未来
LIVOX突破了自身的旋镜式的技术瓶颈,做到了行业内第一个360°视角3D混合固态雷达,又以超小体积,极低的成本深受行业用户喜欢。将所有难点解决并打造成一款性能强大、极具性价比的产品,我们能感受到览沃产品团队以客户价值为先、并对产品不断追求极致的价值观体现。
据悉,览沃作为大疆旗下专注激光雷达的子公司,凭借大疆强大的技术和供应链整合优势,致力于打造高可靠性、高性能、低成本激的光雷达传感器。目前已获得新石器、坎德拉、京东物流、未来机器人等多家移动机器人头部企业的认可。
目前,览沃正式对外宣布Mid-360激光雷达官网零售价为¥3999元,大规模批量采购,价格从优。自2023年1月10日起,全球客户可通过Livox官网 (www.livoxtech.com/mid-360) 进行测试用样品订购。
了解更多关于览沃科技信息:
网站:www.livoxtech.com( 点击阅读原文访问LIVOX官网)
邮箱:sales@livoxtech.com
Youtube:www.youtube.com/channel/UCnLpB5QxlQUexi40vM12mNQ
Twitter: www.twitter.com/LivoxTech
排版 | 麦子
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