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萬億級機(jī)器人市場 激光雷達(dá)從選配成剛需

作者 | 毛心如

今年 WRC 世界機(jī)器人大會,真的是「好多人啊」。

相較去年僅 27 款人形機(jī)器人亮相,今年有 50 家整機(jī)企業(yè)參展,數(shù)量幾乎翻倍。

今年現(xiàn)場不僅「人」多,炫技的更多了,打拳擊、跳齊舞、開小賣部……樣樣都有。

當(dāng)然,有位在場館里「遛彎」上班機(jī)器人更吸睛了。作為機(jī)器人馬拉松比賽冠軍天工 Ultra 的兄弟,天工 2.0Pro 在展館里引人注目,它不僅能獨(dú)立導(dǎo)航走向工區(qū),還能在密集人流中實(shí)時規(guī)劃新路徑,穩(wěn)定避障。

與去年多數(shù)展品「安守」展臺不同,今年機(jī)器人的活人味明顯更濃了,自主性與環(huán)境適應(yīng)性也有了大幅提升。

這不僅得益于機(jī)器人擁有了更強(qiáng)的運(yùn)動能力,更關(guān)鍵的是機(jī)器人視覺感知力的進(jìn)化,它們能進(jìn)一步看清這個世界,理解環(huán)境,并做出更智能的決策。

然而,讓機(jī)器人真正「看清」復(fù)雜多變的世界,并不是一件容易的事。

視覺成為瓶頸,機(jī)器人需要「新眼睛」

生物學(xué)上講,人類 70-80% 的外界信息由視覺獲取,類似地,機(jī)器人也高度依賴視覺感知獲取大量信息。

視覺感知賦予了機(jī)器人三大能力,一是環(huán)境理解,二是決策支持與行動規(guī)劃,三是人機(jī)交互。

機(jī)器人憑借視覺獲取豐富的環(huán)境信息,并通過視覺輸入實(shí)現(xiàn)空間語義理解,最終完成從「看得見-看得懂-做得到」的閉環(huán)。

特別是在人機(jī)交互的非結(jié)構(gòu)化場景中,視覺使機(jī)器人能夠理解人的意圖,從而顯著提升交互的自然度和情感認(rèn)同度。

為了更好地滿足這些需求,機(jī)器人視覺技術(shù)也經(jīng)歷了從二維到三維、從單目到多目、從被動感知到主動感知的演進(jìn)。

而在業(yè)內(nèi),像宇樹科技、智元機(jī)器人、星海圖、星動紀(jì)元、眾擎機(jī)器人等都采用了多模態(tài)組合的視覺方案。

雖然當(dāng)下視覺方案呈現(xiàn)多元化趨勢,但機(jī)器人想「看得清」還存在一些通病。

首先是強(qiáng)光、陰影、雨霧等極端環(huán)境會嚴(yán)重影響相機(jī)成像效果,導(dǎo)致視覺算法失效。

其次,快速移動的行人、車輛等動態(tài)遮擋現(xiàn)象,非?简(yàn)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的實(shí)時重識別與重定位能力。

此外,算力、功耗與數(shù)據(jù)三大問題也亟待解決。例如,高精度三維重建和深度學(xué)習(xí)推理需要邊緣計(jì)算平臺提供強(qiáng)大算力,但這又會受到電池續(xù)航與散熱條件的限制。訓(xùn)練高魯棒模型需要大規(guī)模、多場景標(biāo)注數(shù)據(jù),而模型的跨場景遷移能力也有待提升。

盡管光學(xué)相機(jī)在分辨率和語義理解方面具有優(yōu)勢,但其本質(zhì)依賴被動成像,容易受光照、雨雪、反光等環(huán)境因素影響。為了彌補(bǔ)這些弱點(diǎn),機(jī)器人需要「第二只眼」——激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)通過主動發(fā)射激光脈沖并測量回波時間來計(jì)算距離,從而直接生成精確的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),其具備三大核心優(yōu)勢:

全天候穩(wěn)定性:不受光照條件限制,穩(wěn)定輸出高精度測距

幾何精度:單次掃描生成百萬點(diǎn)云,精細(xì)重建輪廓與表面

遠(yuǎn)距離探測:部分固態(tài)、機(jī)械式雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)大范圍提前感知與預(yù)判

憑借這三重優(yōu)勢,激光雷達(dá)成為三維環(huán)境感知的最佳傳感器,也成為了機(jī)器人最重要的「眼睛」之一。

現(xiàn)在已成為自動駕駛、物流機(jī)器人、割草機(jī)器人、AGV 機(jī)器人等高可靠性機(jī)器人場景的標(biāo)配傳感器。

激光雷達(dá)讓機(jī)器人移動「穩(wěn)、準(zhǔn)、靈」

機(jī)器人移動主要有三大需求,分別是定位、導(dǎo)航、避障。

傳統(tǒng)的「GPS+攝像頭」方案,不僅會受到白名單的限制,而且遇到復(fù)雜地形、室內(nèi)和建筑遮擋以及夜間環(huán)境容易「歇菜」。

激光雷達(dá),尤其是 3D 激光雷達(dá)在感知精準(zhǔn)度、全面性和導(dǎo)航、定位穩(wěn)定性上比傳統(tǒng)方案更具優(yōu)勢。

從縱向角度看,3D 激光雷達(dá)比 2D 激光雷達(dá)在全方位感知上性能更優(yōu)。2D 激光雷達(dá)掃描范圍僅限于單一平面,無法檢測平面外的障礙物,如地面坑洞或高空物體,3D 激光雷達(dá)通過多線掃描可構(gòu)建立體點(diǎn)云,有效解決了這一局限。

總的來說,3D 激光雷達(dá)是機(jī)器人移動的最佳傳感器,是集定位/導(dǎo)航、全天候工況感知、復(fù)雜地形檢測、復(fù)雜空間環(huán)境監(jiān)測、異形障礙物識別于一體的「六邊形戰(zhàn)士」。

以率先落地的消費(fèi)級應(yīng)用——割草機(jī)器人為例,3D 激光雷達(dá)顯著提升了用戶體驗(yàn)。

傳統(tǒng)「RTK+視覺」方案常因強(qiáng)光誤判邊界、雨后漏割或碰撞隱藏障礙物而受限。禾賽科技專為小型機(jī)器人設(shè)計(jì)的 JT 系列超半球 3D 激光雷達(dá),憑借近 360°無盲區(qū)感知和 0m 最小探測距離,有效解決了這些問題。

搭載該雷達(dá)的 MOVA 600/1000 割草機(jī)器人能精準(zhǔn)識別復(fù)雜環(huán)境,實(shí)現(xiàn)智能路徑規(guī)劃與全天候作業(yè)。MOVA 600/1000 在半年出貨超 10 萬臺并登頂?shù)路▉嗰R遜榜單的成績,側(cè)面驗(yàn)證了該方案的成熟度和用戶認(rèn)可度。

同時,這也進(jìn)一步推動了智能割草機(jī)器人進(jìn)入「3D 激光雷達(dá)提升產(chǎn)品力-推動市場規(guī)模擴(kuò)大-3D 激光雷達(dá)降本-搭載率進(jìn)一步提升」的良性循環(huán)。

除了智能割草機(jī)器人外,激光雷達(dá)也在多種移動機(jī)器人中實(shí)現(xiàn)多場景應(yīng)用拓展:

四足機(jī)器人:如宇樹科技、魔法原子、維他動力等機(jī)器狗產(chǎn)品,搭載激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)在多種復(fù)雜場景里完成作業(yè)

人形機(jī)器人:智元機(jī)器人、眾擎機(jī)器人、星動紀(jì)元等廠商產(chǎn)品,通過雷達(dá)+視覺協(xié)同感知,在如展館、商場等非結(jié)構(gòu)化空間實(shí)現(xiàn)更自然的人機(jī)互動商用

服務(wù)機(jī)器人:像新石器、京東、九識等公司的無人配送車,通過搭載激光雷達(dá),實(shí)現(xiàn)安全配送、精準(zhǔn)定位與避障

移動機(jī)器人訓(xùn)練:例如禾賽科技與群核科技聯(lián)合推出了仿真訓(xùn)練方案,利用激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)優(yōu)化機(jī)器人導(dǎo)航算法

這些多元化的生態(tài)布局都指向同一個趨勢:激光雷達(dá)正在成為機(jī)器人「移動」的通用傳感器底座。

機(jī)器人激光雷達(dá),一片遠(yuǎn)大于 ADAS 的藍(lán)海

大眾認(rèn)知中,激光雷達(dá)近年來因其在智能駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)與自動駕駛車輛中的關(guān)鍵作用而受到廣泛關(guān)注。

將視角轉(zhuǎn)向機(jī)器人賽道,會發(fā)現(xiàn)這一市場在規(guī)模、應(yīng)用多樣性和對成本效益的訴求等方面,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了車載領(lǐng)域。

整個機(jī)器人市場都處在一個加速量產(chǎn)和規(guī);倪^程,相應(yīng)地 3D 激光雷達(dá)有望擁有較大的增量市場。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)測算,到 2029 年,全球搭載激光雷達(dá)的機(jī)器人數(shù)量將達(dá)到 500 萬臺級別,機(jī)器人激光雷達(dá)市場有望達(dá)百億規(guī)模。

從規(guī)模和增長潛力來看,機(jī)器人對激光雷達(dá)的滲透速度已超過 ADAS。相比汽車 ADAS 面臨的漫長車規(guī)認(rèn)證周期、主機(jī)廠復(fù)雜的決策流程和嚴(yán)苛的成本控制,機(jī)器人市場,尤其是消費(fèi)級和商用級市場,對新技術(shù)的接納更開放,產(chǎn)品迭代更快。

其次,機(jī)器人形態(tài)多元,應(yīng)用邊界更廣泛,這對激光雷達(dá)的性能需求和物理形態(tài)提出了多樣化要求,繼而提供了遠(yuǎn)超車載應(yīng)用的,更豐富的創(chuàng)新和定制化空間。

維他動力 Vbot

星動紀(jì)元 Q5

從細(xì)分市場來看,智能割草機(jī)器人依賴其實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)邊界識別和無盲區(qū)覆蓋;無人配送車需其高精度定位和動態(tài)避障能力保障「最后一公里」安全。

四足/人形機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中依靠其三維點(diǎn)云進(jìn)行空間建模;家庭服務(wù)機(jī)器人利用其提升人機(jī)近距離互動的可靠性;而工業(yè)巡檢與數(shù)字孿生則要求其提供高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)支撐建模。

在這些市場機(jī)遇中,激光雷達(dá)公司不僅可以為機(jī)器人量身定制產(chǎn)品,也能「因地制宜」, 將車規(guī)級的激光雷達(dá)直接復(fù)用。

例如禾賽科技將其車規(guī)級純固態(tài)激光雷達(dá) FTX 應(yīng)用于各類智能機(jī)器人平臺,憑借視野廣、體積小的特點(diǎn)賦能多種智能場景。

同時,激光雷達(dá)玩家通過芯片化、平臺化設(shè)計(jì)、自動化制造和規(guī)模效應(yīng),將持續(xù)推動成本下探,讓成本下降與規(guī);熬案骼省

當(dāng)下行業(yè)共識是,隨著機(jī)器人行業(yè)逐漸走向成熟,3D 激光雷達(dá)將會加速滲透機(jī)器人市場。

此外,機(jī)器人激光雷達(dá)與 AI 算法、仿真平臺以及數(shù)字孿生系統(tǒng)的深度融合,也將大幅提升產(chǎn)業(yè)效率與應(yīng)用創(chuàng)新。

而各家廠商,作為其中的「感知基礎(chǔ)設(shè)施提供商」,其機(jī)遇遠(yuǎn)不止于銷售單顆設(shè)備,而是能將感知能力變成一種「平臺能力」,向下嵌入硬件,向上支持算法與系統(tǒng)集成。

屆時,機(jī)器人激光雷達(dá)不只是一個「硬件替換項(xiàng)」,而是 AI+智能硬件生態(tài)的接口。

機(jī)器人視覺感知的演進(jìn),本質(zhì)是賦予機(jī)器理解物理世界的能力。

激光雷達(dá)憑借其主動、精準(zhǔn)、全天候的三維感知特性,已成為彌補(bǔ)傳統(tǒng)視覺短板、實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可靠自主的關(guān)鍵拼圖。

當(dāng)激光雷達(dá)從「高端選配」走向「核心標(biāo)配」,讓三維感知成為機(jī)器人的新本能,這片遠(yuǎn)大于 ADAS 的藍(lán)海,將迎來屬于智能機(jī)器人的感知新階段。

而在藍(lán)海變成紅海前,有人已錨定了領(lǐng)航的坐標(biāo)。

       原文標(biāo)題 : 萬億級機(jī)器人市場,激光雷達(dá)從選配成剛需

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報(bào)。

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