进入4月,很多外国友人迎来打理家庭花园与草坪的忙碌季节。
调查机构弗若斯特沙利文的一份行业报告曾显示,目前全球约有2.5亿个庭院,其中美国有1亿个,欧洲有8000万个,欧美地区的庭院数量加起来超过了全球的三分之二。在欧洲,差不多半数家庭每个月起码得对草坪修剪两次。并且,每次聘请专业人员来割草,费用在 30 至 80欧元不等。如此频繁的维护频次,加之高昂的成本,使得智能割草机市场呈现出迅猛增长的态势,“智能化”已成为行业竞争的绝对焦点。
然而,传统割草机器人在技术上存在诸多局限性,面对庭院工作的复杂场景,诸如:草坪起伏不平、障碍物随机散布、遮挡严重等,传统传感器技术频频失效,导致割草机器人在实际操作中频频遇到“走不稳、割不全、撞不停”的真实痛点,如何能让割草机器人真正实现全自主、高安全作业?
亮道智能LD Gen2 Lite纯固态Flash激光雷达,
让割草机器人实现全场景自主作业
难题一:定位不准
多数传统割草机器人依赖地埋边界线或GNSS定位来确定工作区域,眼下也有一些企业采用IMU与视觉融合的定位方案。
埋线定位:传统割草机器人需要埋设边界线来划定工作区域,但这一过程复杂、地埋线部署成本高、维护繁琐,用户对“开挖草坪”的接受度极低。
GNSS定位:通过接收卫星信号实现高精度定位,能够支持割草机器人在空旷场景下有较好的定位表现,但是一旦遭遇建筑物或树荫遮挡,容易出现信号漂移,导致机器人定位偏差过大、工作面积不完整、或者误闯入非割草区域,甚至会发生设备迷路。
IMU与视觉融合的定位方案:遇到光照不足、场景纹理不丰富时,视觉定位方案精度下降,可能会出现几厘米到几米的误差,虽然定位精度在地面平整、四边规整的草坪上定位效果得到明显提升,但依然难以接受不规则花坪、无边界草坪以及带有陡坡的草坪的挑战。
LD Gen2 Lite 破局密钥
硬件部署简化:无需任何外部基站或物理部署,开箱即用
轻量化设计:<350g超轻机身,外形小巧集成更灵活,轻松嵌入割草机器人
全固态可靠性:纯固态Flash技术,无机械活动部件,通过IP67防水测试,振动环境下性能无衰减,抗干扰能力强
低能耗设计:<9W低功耗,适配割草机器人长时间户外稳定作业需求,减少充电频率,提高整体效率
传统导线 vs 雷达免布线导航

左图:传统布线系统示意,布线复杂且易受损失灵,无法有效覆盖大面积。

右图:激光雷达部署示意:体积小、集成简单,凭借超高线束设计轻松构建精密地图,顺滑通过草坪。
难题二:地面不平
户外草坪地形复杂,视觉SLAM技术在不平整的地面上容易“迷路”,导致机器人下坡失控或爬坡无力!
视觉SLAM在弱光、低纹理场景易失效,如雨后湿草坪、低光黄昏时段、阴影覆盖区域及草丛动态变化均会导致图像模糊、特征提取失败。更关键的是,视觉方案难以准确评估坡度变化。尤其面对坡地时,视觉无法精准感知坡度变化,可能出现动力分配不均:导致割草机器人误判地形陡峭程度,上坡时因动力不足停滞,下陡坡时因速度失控造成设备侧翻等一系列问题,进而导致安全隐患和作业效率低下。
LD Gen2 Lite 性能突破
动态地形建模:精准感知地面起伏与坡度变化,实时调整运动策略
动态环境适应:快速数据采集能力在复杂地形中快速捕捉动态物体轨迹,避免因障碍物移动导致定位误差
厘米级SLAM定位:192线超高线束+120°×90°超广视场角,构建厘米级高精度三维点云地图
视觉 vs 激光雷达

左图:视觉SLAM误判平缓坡地为陡坡。
右图:激光雷达点云建模图精确输出坡度参数。
难题三:障碍难识别
草坪上散落的玩具、石块等物品,让纯视觉的割草机器人“眼花缭乱”,容易发生碰撞或误割!
草坪环境充满不确定性:儿童玩具、宠物、园艺工具、水管、石块等低矮散落物已成为割草机器人故障主因。《德国莱茵TÜV家用割草机器人白皮书》显示,纯视觉方案对小体积障碍物漏检率高达62%,很难准确区分障碍物的形状与大小,容易漏检甚至误判。尤其在颜色相近场景如绿色玩具车在草坪上几乎“隐身”。
不同类型的目标物具有各自独特的特征,视觉算法需要准确提取这些特征才能进行识别。然而,现实世界中的物体种类繁多,形态各异,有些物体的特征可能非常细微或难以用简单的视觉特征来描述。相比之下,高线束的激光雷达主要基于物体的三维结构和距离信息进行识别,对于不同物体的识别与区分可以直接通过点云探测获取。
LD Gen2 Lite 感知升维
超高精探测:在10%反射率下探测距离达30m,等效192线的超高线束, 120°x90° 的超大视场角,可精准识别环境轮廓、障碍物和边界
智能避障规划:实时点云生成物体轮廓,自动计算安全距离与避让路径,保护机器人自身和草坪设施安全
目标识别与分类:区分静止障碍与移动目标,基于点云算法识别各种异形目标物。
绿色玩具 vs 点云识别图

左图:视觉传感器将绿色玩具误判为草坪。

右图:LD Gen2 Lite点云准确勾勒物体轮廓并标记安全距离。
传感器技术横评:谁能胜任复杂户外?

结 语
割草机器人在复杂环境中的稳定、高效运行离不开核心传感器的支撑。亮道智能纯固态Flash激光雷达LD Gen2 Lite,以超小体积、超轻重量、超高线束、超长探测距离和低功耗等卓越性能,为割草机器人提供了真正“场景无关”的感知能力。从精确地形建模到毫米级避障,从零部署易用性到全场景泛化能力,助力割草机器人不再依赖复杂布线、不再惧怕地形坡度、不再担忧障碍碰撞,从“伪智能”迈向真正的全场景自主作业。
未来,随着多传感器融合技术的不断进步,基于LD Gen2 Lite的解决方案有望在更大范围、更复杂场景中推广应用,推动割草机器人乃至整个园林机械智能化转型。当激光雷达从实验室走向千万家庭草坪,一个真正“解放双手”的智能时代正在到来。
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