如何衡量機(jī)器人用激光雷達(dá)的可靠性?
測(cè)距范圍是激光雷達(dá)的基礎(chǔ)指標(biāo),決定了機(jī)器人的感知范圍。在開(kāi)闊的倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境中,長(zhǎng)測(cè)距范圍的激光雷達(dá)可使 AGV 提前感知遠(yuǎn)處的貨架和障礙物,保障高效運(yùn)行;而在室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人場(chǎng)景,雖測(cè)距范圍需求相對(duì)小,但仍需覆蓋常見(jiàn)家具布局范圍,避免碰撞。
測(cè)距精度和分辨率同樣關(guān)鍵。高精度能確保機(jī)器人精準(zhǔn)定位與避障,如在狹窄通道中精準(zhǔn)判斷與兩側(cè)墻壁的距離。高分辨率可識(shí)別更細(xì)微的物體,如倉(cāng)庫(kù)地面的小零件、室內(nèi)的電線等,減少因漏檢引發(fā)的故障。以思嵐科技的部分產(chǎn)品為例,通過(guò)技術(shù)優(yōu)化,在保證一定測(cè)距范圍的同時(shí),提升了精度和分辨率,為機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
環(huán)境適應(yīng)性
不同環(huán)境對(duì)激光雷達(dá)挑戰(zhàn)各異。強(qiáng)光下,激光雷達(dá)信號(hào)易受干擾,像室外陽(yáng)光直射或室內(nèi)強(qiáng)燈光環(huán)境,可能導(dǎo)致測(cè)量誤差甚至失效。具備優(yōu)秀抗強(qiáng)光干擾能力的激光雷達(dá),能在各類光照條件下穩(wěn)定工作,例如思嵐科技從第一代 RPLIDAR A1 開(kāi)始就重視環(huán)境光抗干擾能力,旗下第三代激光雷達(dá) RPLDIAR A3 在室外模式下,抗日光干擾能力可靠。
在雨、霧、雪等惡劣天氣中,激光傳播會(huì)受影響。高可靠性激光雷達(dá)應(yīng)能最大程度降低天氣干擾,準(zhǔn)確獲取環(huán)境信息,這在戶外作業(yè)機(jī)器人,如巡檢機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中尤為重要。
面對(duì)不同反射率的物體,激光雷達(dá)性能也可能波動(dòng)。深色物體吸收光能量多,檢測(cè)難度大。一款標(biāo)稱測(cè)距遠(yuǎn)的激光雷達(dá),若對(duì)深色物體檢出率低,會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人定位和建圖出現(xiàn)問(wèn)題。思嵐科技研發(fā)的激光雷達(dá)對(duì)低反射率黑色物體可實(shí)現(xiàn) 10 米檢測(cè)距離,保障了在復(fù)雜物體環(huán)境中的有效感知。
穩(wěn)定性與耐用性
激光雷達(dá)需在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作中保持性能穩(wěn)定。穩(wěn)定的工作狀態(tài)可確保機(jī)器人在長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)中持續(xù)可靠運(yùn)行,避免因雷達(dá)性能波動(dòng)引發(fā)的工作中斷或錯(cuò)誤操作。其內(nèi)部組件的質(zhì)量和設(shè)計(jì)決定了耐用性,如電機(jī)、光學(xué)元件等。在工業(yè)場(chǎng)景中,機(jī)器人頻繁使用,激光雷達(dá)要承受振動(dòng)、沖擊,耐用的組件能延長(zhǎng)雷達(dá)使用壽命,降低維護(hù)成本。像用于割草機(jī)器人的激光雷達(dá),因戶外作業(yè)環(huán)境惡劣,需具備防水、防塵、適應(yīng)高低溫及防刮傷能力,以某高端割草機(jī)器人采用的固態(tài)激光雷達(dá)為例,具備遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 8 年戶外使用壽命。
數(shù)據(jù)處理與傳輸可靠性
快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理能力可使激光雷達(dá)及時(shí)分析大量環(huán)境數(shù)據(jù),為機(jī)器人決策提供支持。高效的數(shù)據(jù)處理算法能過(guò)濾噪聲,提取有效信息,優(yōu)化機(jī)器人對(duì)復(fù)雜環(huán)境的響應(yīng)速度??煽康臄?shù)據(jù)傳輸確保數(shù)據(jù)完整、及時(shí)送達(dá)機(jī)器人控制系統(tǒng)。穩(wěn)定的傳輸接口和協(xié)議可避免數(shù)據(jù)丟失或延遲,保障機(jī)器人實(shí)時(shí)獲取環(huán)境信息,做出準(zhǔn)確反應(yīng)。
軟件算法可靠性
先進(jìn)的目標(biāo)識(shí)別算法讓激光雷達(dá)精準(zhǔn)區(qū)分不同物體,避免機(jī)器人誤判。在復(fù)雜環(huán)境中,準(zhǔn)確識(shí)別行人、障礙物、可操作物體等,對(duì)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)至關(guān)重要。當(dāng)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)異?;颦h(huán)境發(fā)生突變時(shí),具備自診斷和自適應(yīng)調(diào)整功能的軟件算法,能讓激光雷達(dá)自我修復(fù)或調(diào)整工作模式,維持機(jī)器人基本運(yùn)行能力。
兼容性與可擴(kuò)展性
在多傳感器融合的機(jī)器人系統(tǒng)中,激光雷達(dá)要與其他傳感器(如攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器)協(xié)同工作。良好的兼容性可實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)互補(bǔ),提升機(jī)器人整體感知能力。隨著機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景拓展和功能升級(jí),激光雷達(dá)應(yīng)具備可擴(kuò)展性,能通過(guò)軟件升級(jí)或硬件擴(kuò)展適應(yīng)新需求,延長(zhǎng)其在不同階段機(jī)器人產(chǎn)品中的使用周期。