【ZiDongHua 之“方案应用场”收录关键词： RoboSense 割草机器人 激光雷达】
 
　　全固态激光雷达：高端割草机器人的智能化“最优解”
 
　　当下，割草机器人行业正迎来全面爆发的关键时刻。
 
　　在欧美等发达国家，庭院经济催生了庞大的家用割草机器人市场。综合Fortune、BusinessInsights等多家第三方机构数据，2023年全球割草机器人市场规模约为11.3亿至22.7亿美元，预计2028年该市场规模将达到27.6亿至40.4亿美元。
 
　　升级感知导航系统迫在眉睫
 
　　高市场热度背后，行业面临如何选择割草机器人导航技术方案的难题。
 
　　随着传感器技术和锂电化趋势的兴起，割草机器人从“埋线式”向“无边界”升级跨越，引入了RTK（Real - time kinematic，实时动态定位）、UWB（Ultra Wide Band，超宽带）等技术，融合视觉传感器，成为行业常见的部署方案。
 
 
　　△ 割草机器人导航系统技术演进路径
 
　　然而，面对复杂不一、地形多变、高低起伏、障碍物多样等庭院环境，割草机器人的感知导航系统还面临如下挑战：
 
　　依赖基站部署，服务成本高：需额外安装固定基站，但基站成本高、施工复杂，商用基站成本高昂；
 
　　RTK信号稳定性差：信号易受高层建筑物、树木等遮挡，甚至还会受到云层厚度及高纬度影响，定位稳定性差，产生漏割及割草效率低等问题；
 
　　受天气、环境等制约：在低光照、逆光或雨雾天气下，视觉感知性能变弱；
 
　　感知稳定性低，有安全隐患：对宠物、儿童等小型、动态物体的感知能力弱，识别易出错，不仅有物体卷入割草机风险，同时障碍物附近会产生漏割区域；
 
　　复杂环境适应性差：对高低起伏的复杂地形，有树篱、花丛、围栏、台阶等复杂空间的适应性不够。
 
　　随着全球市场需求爆发，割草机器人行业亟需具备更精准的感知与更高精度的导航能力，以实现“全地形适应、全天候可靠、全自动高效”的割草作业需求。
 
　　如何构建“高精度感知+高可靠性”的底层能力？
 
　　要破解当前的技术瓶颈，全固态激光雷达是首选方案。
 
　　与依赖基站获取信号的RTK+视觉方案相比，激光雷达不会因为信号被遮挡而产生无法割草的区域，且无需安装基站，节省了部署或商用成本。在激光雷达成本优势空间进一步扩大的趋势下，“激光雷达+视觉”有望取代“RTK+视觉”，成为智能割草机器人的主流方案。
 
　　而与混合固态和机械式激光雷达相比，全固态激光雷达则具有更高的可靠性和稳定性、更高的扫描速度和精度、更小的尺寸和体积，以及更大的成本优化空间，将帮助割草机器人构建“高感知+高精度定位+高可靠性”的底层能力，为全天候高效作业奠定技术基础，进一步推进规模化应用。
 
　　真正要做好激光雷达的技术产品，需要长时间的积累。早在2017年，RoboSense速腾聚创就聚焦于激光雷达核心器件的芯片化，全力组建芯片团队，为激光雷达规模化量产做好准备。历经长达4年的规模化应用考验，RoboSense速腾聚创车载激光雷达产品具备扎实可靠的产品质量，将激光雷达成本从几万美金压缩到几百美金的区间。在此过程中，还沉淀了自研SoC芯片以及相关的传输、接收和处理系统等技术和专利。
 
　　目前，RoboSense速腾聚创是业内唯一实现自研且可量产的固态激光雷达技术的企业。2022年，我们率先发布全球首个可量产的全固态激光雷达平台E平台。E平台创新性的集成了全球首款数字化SPAD-SoC芯片和2D VCSEL芯片，在全球首次将激光雷达接收和信号处理整合到一颗芯片。2024年，E平台产品实现量产，标志着RoboSense速腾聚创成为业内唯一一家攻破了二维可寻址VCSEL技术，有效抑制了高反膨胀问题，实现了自研SPAD-SoC量产的激光雷达供应商。
 
 
　　SPAD是全固态激光雷达的核心部件，具有定义整机系统性能上限的战略意义。SPAD拥有高增益、高灵敏度、高动态范围、高可靠性、数字信号输出、易集成等优势，有助于固态激光雷达实现高度集成和小体积，以较低的功耗实现看得又远、又快、又准，且能大大降低成本。
 
　　SPAD-SoC芯片采用先进的3D堆叠工艺，突破性地把SPAD阵列和SoC融合到一颗芯片里，实现从“光子信号到点云数据”的高效处理，算力消耗仅为传统方案的1/10。
 
 
　　在SPAD-SoC芯片自研基础上，RoboSense速腾聚创采用二维可寻址面阵VCSEL技术，支持灵活的扫描方式，极大提高能量利用率。基于SPAD-SoC与2D VCSEL技术架构的固态激光雷达，在有效解决激光雷达“高反污染”问题的同时，能兼顾实现更高的性能与高可靠性，且具有更优的成本效益。
 
　　采用SPAD-SoC+2D VCSEL的全固态激光雷达，将为割草机器人在复杂庭院场景下实现高精度定位、障碍物规避，支持更精细和更高效的全天候作业，提供坚实的感知支撑。
 
　　四大核心优势，帮助割草机器人更聪明、更智能
 
　　RoboSense速腾聚创全固态激光雷达具备四大核心优势，成为各大头部割草机器人企业打造高性能感知解决方案的共同选择。
 
　　1. 超高分辨率：
 
　　实现高精度定位、精准避障，高效贴边作业
 
　　线数高达144线（一般厂商通常不高于40线），每秒26万点超高清点频，提供比传统系统超三倍密度的环境点云信息。
 
　　在有阶梯、树篱、围栏等边界的复杂庭院环境下，搭载高线数固态激光雷达的割草机器人贴边割草表现尤为出色。对比一般低线数激光雷达，其具有丰富的点云信息，可以清晰识别草坪边缘，花栏、台阶等障碍物，轮廓细节纤毫毕现，贴边割草时可精确控制与障碍物的距离，避免碰撞的同时也能减少杂草残留。
 
　　△ 贴边割草作业场景点云对比
 
　　同样环境下，搭载高线数固态激光雷达的割草机器人，能精准检出草坪上的小狗、灌木丛等各类动静态障碍物。
 
　　△ 识别小狗等小物体场景点云对比
 
　　2. 超高可靠性：
 
　　高度适配户外工况和使用寿命的需求
 
　　彻底摒弃传统机械旋转结构部件，全芯片化的固态设计让内部无任何运动部件，外形精巧轻盈，出光窗口尺寸小、平整无凸起，更易集成于割草机器人机身内，实现更小的露出表面，部署更美观的同时也避免了外部碰撞的风险；且出光窗口片为玻璃材质，相较于采用塑胶材质的360°混合固态激光雷达，当割草机器人穿梭于草地、进出灌木丛时，更不容易被刮花。
 
　　基于车规级平台设计，通过超60项可靠性测试，工作温度-40°C至+85°C，可承受50倍重力加速度的振动冲击，无惧割草机器人在割草过程中锯片高速旋转带来的振动冲击。
 
　　同时，达到IP67、IP6K9K高规格防护等级，可从容应对雨水、沙尘等严苛环境，完美适配割草机器人户外工况和使用寿命的需求，远超行业标准。
 
　　3. 超大垂直FOV：
 
　　看得更远、更清，减少盲区
 
　　垂直FOV高达90°（一般厂商通常低于60°），配合30m@10%测距能力，最远测距可达75m，在较远距离下依然能够保持精确定位，减少近区盲区，对不同深浅的草坪和其中的细微障碍物能实现更全面的感知，帮助割草机器人在大面积庭院中进行精准建图和更精细的割草路径规划，提高割草效率。
 
　　4. 超强环境适应能力：
 
　　夜间、强光、遮挡环境均可作业
 
　　激光雷达采用dToF技术进行定位，不受物体纹理色彩、照明环境及天气干扰影响。对比传统方案，搭载激光雷达的割草机器人在黑夜等弱光环境下也能实现高精度三维感知，支持全天候割草，更便捷、更高效。
 
　　△ 黑夜场景对比
 
　　在有树木、高层建筑物遮挡卫星信号的环境中，激光雷达的点云输出也不受影响，依然能够实现高精度3D定位、建图导航，对于视觉无法识别的突出异形物体也能轻松感知，帮助割草机器人实现高效作业。
 
　　△ 对突出异形物体，RoboSense高线数固态激光雷达的点云效果
 
　　RoboSense速腾聚创全固态激光雷达通过无可比拟的高性能、高集成度和高可靠性，带给割草机器人更高清的三维视野和高精度避障能力，助力割草机器人实现全天候高效作业，已成为割草机器人企业推进智能庭院应用的得力拍档。在全球割草机器人大爆发态势下，RoboSense速腾聚创将驾乘新一轮产业机遇，以引领性技术产品实力助力割草机器人智能化升级，让更多的消费者享有更省心、更惬意的智能庭院生活。