零跑C10,一款售價(jià)僅10萬(wàn)元人民幣左右的車型,率先打破價(jià)格壁壘,搭載激光雷達(dá),成為普及化的重要里程碑;極氪9X更是大膽地在一輛量產(chǎn)車上搭載了5顆激光雷達(dá),覆蓋前、后、左右及全景感知,展示了面向高階輔助駕駛的感知冗余與安全冗余。這不僅是堆砌參數(shù)的競(jìng)賽,更是對(duì)用戶體驗(yàn)與行車安全的深刻承諾。
在過(guò)去的五年里,激光雷達(dá)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn),經(jīng)歷了一場(chǎng)堪稱奇跡的蛻變。曾經(jīng)只能出現(xiàn)在少數(shù)豪華自動(dòng)駕駛原型車上的昂貴傳感器,如今已成為大量量產(chǎn)汽車的重要組成部分。除特斯拉之外,幾乎所有有志于高階輔助駕駛(ADAS)乃至完全自動(dòng)駕駛(L4、L5)的車企,都選擇了在量產(chǎn)車上搭載激光雷達(dá)。這一趨勢(shì),已毋庸置疑。
與汽車行業(yè)的飛速普及形成鮮明對(duì)比的是,在機(jī)器人領(lǐng)域,激光雷達(dá)的普及速度卻略顯遲緩。盡管倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人、配送機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等應(yīng)用早已采用2D激光雷達(dá)進(jìn)行基本導(dǎo)航和避障,但相比汽車行業(yè)日新月異的三維環(huán)境感知升級(jí),大多數(shù)機(jī)器人仍停留在依賴低成本視覺(jué)或簡(jiǎn)單2D激光感知的階段。
問(wèn)題來(lái)了:
當(dāng)激光雷達(dá)的價(jià)格迅速下降、尺寸與重量不斷縮小、固態(tài)化程度持續(xù)提高,當(dāng)它能以更加親民的形態(tài)提供毫米級(jí)的環(huán)境感知能力時(shí),機(jī)器人,是否也應(yīng)該像汽車一樣,全面擁抱激光雷達(dá)?
答案顯而易見。事實(shí)上,這樣的轉(zhuǎn)變,正在悄然發(fā)生。未來(lái),搭載Flash固態(tài)激光雷達(dá)的機(jī)器人,將不僅在感知精度和避障能力上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍,更將在智能化、自主性乃至成本效益上,開啟一輪新的革新。
激光雷達(dá)為何能在汽車領(lǐng)域迅速普及
在科技飛速發(fā)展的今天,激光雷達(dá)(LiDAR)正以前所未有的速度,成為汽車行業(yè)不可或缺的重要零部件。
曾幾何時(shí),激光雷達(dá)還只是自動(dòng)駕駛原型車上昂貴而稀有的存在,動(dòng)輒上萬(wàn)美金的成本和巨大的體積限制了它的普及。但進(jìn)入2024-2025年,隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?;慨a(chǎn),激光雷達(dá)迎來(lái)了真正意義上的全民時(shí)代。
在現(xiàn)實(shí)世界中,激光雷達(dá)以毫米級(jí)的高精度探測(cè)能力,補(bǔ)足了傳統(tǒng)視覺(jué)系統(tǒng)在雨霧天氣、夜晚、復(fù)雜光影條件下的短板,極大提升了環(huán)境感知的穩(wěn)定性與可靠性。其豐富的環(huán)境數(shù)據(jù)與即時(shí)三維建圖能力,使車輛能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別障礙物、行人乃至復(fù)雜道路結(jié)構(gòu),為避障決策與路徑規(guī)劃提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
對(duì)于車企而言,全面擁抱激光雷達(dá),歸根結(jié)底是為了一個(gè)關(guān)鍵詞——安全。
在高階自動(dòng)駕駛逐漸下放到量產(chǎn)車型的今天,激光雷達(dá)已經(jīng)從一個(gè)“可選升級(jí)項(xiàng)”,轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘嚢踩阅?、贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵配置。它不再只是炫技的噱頭,而是與安全氣囊、ABS剎車系統(tǒng)一樣,成為保障駕駛安全的“標(biāo)準(zhǔn)裝備”。
正如上海車展所呈現(xiàn)的趨勢(shì):無(wú)論是傳統(tǒng)車企,還是新勢(shì)力品牌,都在用實(shí)際行動(dòng)宣告——
在汽車行業(yè),激光雷達(dá)的普及,已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的潮流。
機(jī)器人需要“看清世界”,但現(xiàn)有感知方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠
機(jī)器人的發(fā)展,正在經(jīng)歷從簡(jiǎn)單執(zhí)行器向智能自主體的蛻變。
無(wú)論是倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人、配送機(jī)器人、清潔機(jī)器人、安防機(jī)器人,還是更高階的服務(wù)機(jī)器人、工業(yè)協(xié)作機(jī)器人,它們都在朝著“自主感知、決策、自主行動(dòng)”的方向演進(jìn)。而“感知”,作為智能化的第一步,直接決定了后續(xù)所有行為的上限。
然而,目前機(jī)器人普遍采用的感知方式——如視覺(jué)傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器——存在明顯局限:
· 視覺(jué)傳感器(攝像頭):受光照條件影響大,夜間、逆光、霧霾環(huán)境下效果驟降;二維圖像缺乏準(zhǔn)確深度信息,導(dǎo)致障礙物距離和輪廓估計(jì)偏差大。
· 超聲波傳感器:探測(cè)范圍極短(通常僅2米以內(nèi)),分辨率低,無(wú)法識(shí)別細(xì)小或復(fù)雜障礙物。
· 紅外傳感器:局限于近距離,且對(duì)環(huán)境溫度變化敏感,誤報(bào)率高。
對(duì)于復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、開放的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,這些傳統(tǒng)傳感器越來(lái)越難以勝任。機(jī)器人需要的不僅是“看到”,更是精準(zhǔn)測(cè)量、理解空間結(jié)構(gòu)、預(yù)測(cè)環(huán)境變化。
在這樣的背景下,激光雷達(dá)的價(jià)值愈發(fā)凸顯。
激光雷達(dá):為機(jī)器人打造高精度
“環(huán)境感知神經(jīng)系統(tǒng)”
激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射激光束,精確測(cè)量目標(biāo)物體的距離和形狀,生成高精度、高分辨率的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),賦予機(jī)器人對(duì)環(huán)境的立體理解能力。
具體而言,激光雷達(dá)在以下幾方面為機(jī)器人解決了核心痛點(diǎn):
1. 室內(nèi)外高精度建圖與定位(SLAM)
機(jī)器人要想自主移動(dòng),首先必須理解自己身處何處,這就需要實(shí)時(shí)建圖與定位(SLAM)。傳統(tǒng)視覺(jué)SLAM容易在低光、動(dòng)態(tài)環(huán)境下失效,而基于激光雷達(dá)的SLAM,依靠高精度距離測(cè)量,即使在光照極差、煙霧、灰塵等條件下,也能穩(wěn)定構(gòu)建環(huán)境地圖并進(jìn)行定位。
典型應(yīng)用場(chǎng)景:
· 倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人在大型倉(cāng)庫(kù)內(nèi)實(shí)時(shí)規(guī)劃高效揀貨路徑
· 安防機(jī)器人在夜間或煙霧彌漫環(huán)境中巡邏
Flash固態(tài)激光雷達(dá)的小型化與高刷新率特性,讓SLAM效果達(dá)到新高度,使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度。
2. 動(dòng)態(tài)避障與自主導(dǎo)航
現(xiàn)實(shí)世界充滿變化——行人、寵物、車輛、突發(fā)障礙物頻繁出現(xiàn)。傳統(tǒng)視覺(jué)系統(tǒng)易受遮擋、光照變化影響,超聲波傳感器則反應(yīng)遲鈍。
激光雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)掃描周圍環(huán)境,檢測(cè)并追蹤動(dòng)態(tài)障礙物,通過(guò)高密度點(diǎn)云預(yù)測(cè)物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),從而支持機(jī)器人動(dòng)態(tài)避障與靈活路徑重規(guī)劃。
實(shí)際案例:
· 外賣配送機(jī)器人在人行道上實(shí)時(shí)避開行人、自行車
· 醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人在醫(yī)院走廊中靈活穿行,避讓病人和設(shè)備
3. 跨環(huán)境適應(yīng)能力
機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景豐富,從明亮商場(chǎng)到昏暗地下停車場(chǎng),從整潔寫字樓到塵土飛揚(yáng)的工地。傳統(tǒng)感知方案難以做到通用。
工業(yè)級(jí)Flash固態(tài)激光雷達(dá)具備IP67防護(hù)等級(jí)、寬溫適應(yīng)能力,無(wú)懼環(huán)境變化,可在不同亮度、不同天氣、不同地面材質(zhì)下穩(wěn)定運(yùn)行。
4. 支撐多傳感器融合感知系統(tǒng)
未來(lái)機(jī)器人感知架構(gòu)將是多傳感器融合的:激光雷達(dá)提供精準(zhǔn)三維結(jié)構(gòu)與障礙物檢測(cè),視覺(jué)系統(tǒng)提供語(yǔ)義理解,IMU提供運(yùn)動(dòng)狀態(tài)感知,GPS/RTK提供全局定位,協(xié)同提升環(huán)境理解的豐富性與魯棒性。
技術(shù)演進(jìn):Flash固態(tài)激光雷達(dá)為機(jī)器人而來(lái)
傳統(tǒng)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)雖然感知能力強(qiáng),但價(jià)格高昂、體積龐大、易損耗,這些缺陷對(duì)于機(jī)器人應(yīng)用而言極為致命。
Flash固態(tài)激光雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生:
· 無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,可靠性高、壽命長(zhǎng)
· 體積小、重量輕,適配小型、輕量化機(jī)器人
· 功耗低,延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間
· 成本持續(xù)下降,價(jià)格進(jìn)入數(shù)百美元區(qū)間
2025年,亮道智能推出了專為機(jī)器人設(shè)計(jì)的迷你型Flash固態(tài)雷達(dá)模塊,尺寸接近成年人手掌,重量不到100克,最高角分辨率達(dá)0.1°,探測(cè)距離超200米,為機(jī)器人行業(yè)帶來(lái)真正可規(guī)模化應(yīng)用的激光感知硬件。
機(jī)器人全面搭載激光雷達(dá)已是清晰趨勢(shì)
結(jié)合以上種種因素,激光雷達(dá)在機(jī)器人領(lǐng)域的普及已成大勢(shì)所趨。
不僅是倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人、配送機(jī)器人、清潔機(jī)器人、安防機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等應(yīng)用場(chǎng)景,越來(lái)越多企業(yè)也在激光雷達(dá)賦能的道路上加速探索:
· 北京小米機(jī)器人技術(shù)有限公司在2023年發(fā)布的CyberOne人形機(jī)器人中,采用激光雷達(dá)采集環(huán)境數(shù)據(jù),用于訓(xùn)練大范圍動(dòng)態(tài)避障模型,提升在復(fù)雜環(huán)境下的自適應(yīng)能力。
· 卓益得機(jī)器人將激光雷達(dá)的極線約束引入視覺(jué)SLAM,優(yōu)化位姿估計(jì),顯著減少累計(jì)誤差,提高自主導(dǎo)航精度。
· 智瞰深鑒科技有限公司則使用激光雷達(dá)采集室外大范圍場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù),結(jié)合PointNet++等深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行障礙物(如車輛、行人、植被等)的精準(zhǔn)分類。
這些案例表明,激光雷達(dá)不僅作為傳感器直接應(yīng)用于導(dǎo)航避障,更在更高階的“智能訓(xùn)練”層面,成為機(jī)器人認(rèn)知與決策系統(tǒng)不可或缺的基礎(chǔ)。
隨著Flash固態(tài)激光雷達(dá)成本持續(xù)下降、性能持續(xù)提升,大規(guī)模機(jī)器人部署激光雷達(dá),正在從“成本制約”轉(zhuǎn)向“標(biāo)配升級(jí)”。未來(lái)三年,機(jī)器人搭載激光雷達(dá)的比例,預(yù)計(jì)將從當(dāng)前的不足20%,迅速上升至50%以上。
激光雷達(dá),正成為機(jī)器人智能化進(jìn)階的加速器,也是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)邁向大規(guī)模商用的關(guān)鍵推動(dòng)力。
結(jié)語(yǔ):激光雷達(dá),引領(lǐng)機(jī)器人走向全面智能化
在過(guò)去五年里,汽車行業(yè)已經(jīng)用實(shí)際行動(dòng)告訴我們:激光雷達(dá)不是可有可無(wú)的“黑科技”,而是提升安全性、智能化的基礎(chǔ)設(shè)施。
今天,機(jī)器人領(lǐng)域也正站在同樣的變革門檻上。
隨著Flash固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)的成熟,小型化、低成本、高可靠性的傳感器已觸手可及。機(jī)器人不再需要在性能與成本之間艱難權(quán)衡,不再需要在智能與續(xù)航之間妥協(xié)。
未來(lái),無(wú)論是城市配送、樓宇清潔、智慧倉(cāng)儲(chǔ),還是戶外巡邏、家庭陪護(hù)——
搭載激光雷達(dá)的機(jī)器人,將如今日智能手機(jī)中的多攝模組一樣,成為行業(yè)默認(rèn)配置。
汽車已經(jīng)全面擁抱了激光雷達(dá)。
機(jī)器人呢?
毫無(wú)疑問(wèn),他們也正在以加速度,奔向這個(gè)清晰可見的未來(lái)。