如何衡量机器人用激光雷达的可靠性?
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测距范围是激光雷达的基础指标,决定了机器人的感知范围。在开阔的仓储环境中,长测距范围的激光雷达可使 AGV 提前感知远处的货架和障碍物,保障高效运行;而在室内服务机器人场景,虽测距范围需求相对小,但仍需覆盖常见家具布局范围,避免碰撞。
测距精度和分辨率同样关键。高精度能确保机器人精准定位与避障,如在狭窄通道中精准判断与两侧墙壁的距离。高分辨率可识别更细微的物体,如仓库地面的小零件、室内的电线等,减少因漏检引发的故障。以思岚科技的部分产品为例,通过技术优化,在保证一定测距范围的同时,提升了精度和分辨率,为机器人稳定运行提供保障。
环境适应性
不同环境对激光雷达挑战各异。强光下,激光雷达信号易受干扰,像室外阳光直射或室内强灯光环境,可能导致测量误差甚至失效。具备优秀抗强光干扰能力的激光雷达,能在各类光照条件下稳定工作,例如思岚科技从第一代 RPLIDAR A1 开始就重视环境光抗干扰能力,旗下第三代激光雷达 RPLDIAR A3 在室外模式下,抗日光干扰能力可靠。
在雨、雾、雪等恶劣天气中,激光传播会受影响。高可靠性激光雷达应能最大程度降低天气干扰,准确获取环境信息,这在户外作业机器人,如巡检机器人、农业机器人应用中尤为重要。
面对不同反射率的物体,激光雷达性能也可能波动。深色物体吸收光能量多,检测难度大。一款标称测距远的激光雷达,若对深色物体检出率低,会导致机器人定位和建图出现问题。思岚科技研发的激光雷达对低反射率黑色物体可实现 10 米检测距离,保障了在复杂物体环境中的有效感知。
稳定性与耐用性
激光雷达需在长时间连续工作中保持性能稳定。稳定的工作状态可确保机器人在长时间任务中持续可靠运行,避免因雷达性能波动引发的工作中断或错误操作。其内部组件的质量和设计决定了耐用性,如电机、光学元件等。在工业场景中,机器人频繁使用,激光雷达要承受振动、冲击,耐用的组件能延长雷达使用寿命,降低维护成本。像用于割草机器人的激光雷达,因户外作业环境恶劣,需具备防水、防尘、适应高低温及防刮伤能力,以某高端割草机器人采用的固态激光雷达为例,具备远超行业标准的 8 年户外使用寿命。
数据处理与传输可靠性
快速准确的数据处理能力可使激光雷达及时分析大量环境数据,为机器人决策提供支持。高效的数据处理算法能过滤噪声,提取有效信息,优化机器人对复杂环境的响应速度。可靠的数据传输确保数据完整、及时送达机器人控制系统。稳定的传输接口和协议可避免数据丢失或延迟,保障机器人实时获取环境信息,做出准确反应。
软件算法可靠性
先进的目标识别算法让激光雷达精准区分不同物体,避免机器人误判。在复杂环境中,准确识别行人、障碍物、可操作物体等,对机器人执行任务至关重要。当激光雷达数据异常或环境发生突变时,具备自诊断和自适应调整功能的软件算法,能让激光雷达自我修复或调整工作模式,维持机器人基本运行能力。
兼容性与可扩展性
在多传感器融合的机器人系统中,激光雷达要与其他传感器(如摄像头、毫米波雷达、超声波传感器)协同工作。良好的兼容性可实现传感器数据互补,提升机器人整体感知能力。随着机器人应用场景拓展和功能升级,激光雷达应具备可扩展性,能通过软件升级或硬件扩展适应新需求,延长其在不同阶段机器人产品中的使用周期。