下一个百亿市场,激光雷达找到了
2023年底,在智能驾驶上逐渐打开局面的禾赛科技,接到了一个新项目。
这个项目的搭载标的,不是禾赛这几年来费心啃下的智能汽车,而是一个国内消费者鲜少接触到的设备——割草机。
智能割草机,是这几年刚刚兴起的新赛道。
虽然国内市场不大,但海外需求可观。数据显示,全球共有2.5亿个私人花园,由此催生出的智能割草机销量去年已达180万台。
这其中,不依赖埋线的新型智能割草机则超过了20万台。
随着智能化技术的发展,传统的割草机市场迎来变局,中国公司开始入场,并带来了多种技术路线的解决方案。
激光雷达,在扫地机、智能驾驶等领域规模应用后,也被视为智能割草机的理想传感器。
这又是一个对性能和成本有着严苛要求的场景,但禾赛决定接受这个挑战。
禾赛科技机器人感知业务副总裁刘兴伟告诉亿欧汽车:
一方面,背靠着智能驾驶等领域的技术积累和量产经验,禾赛有信心能够完成;
另一方面,经过充分的市场调研,禾赛也评估智能割草机未来市场会爆发,是个值得长期投资的领域。
QYResearch调研显示,2024年全球激光雷达割草机器人市场规模大约为5.5亿美元,预计2031年将达到22.1亿美元(约合158.7亿元人民币)。这意味着,激光雷达有机会再次突破一个百亿级市场。
2025年1月举行的CES上,禾赛正式对外发布了这款专门为割草机定制的激光雷达——JT系列。
不到5个月的时间,JT系列就交付了超过10万台,创下机器人领域激光雷达的最快交付速度。
与禾赛合作的是高端智能家电品牌MOVA,其推出的两款割草机——MOVA 600和MOVA 1000,都搭载了JT系列,自今年3月登陆亚马逊以来便迅速走俏,特别是MOVA 1000,仅用两个月就在德国、法国等主要市场占据了智能割草机榜首。
今年4月,禾赛与可庭科技签署战略合作协议,未来一年内将为后者提供30万颗JT系列激光雷达,用于MOVA割草机。
在智能割草机的强烈需求下,2025年禾赛在机器人领域激光雷达的出货量将超过20/30万台,超过过去几年的总和,呈现爆发式增长。
这也将助力禾赛今年“120-150万台”的年度目标达成,成为禾赛业务的新兴增长极。
定制一款割草机的激光雷达
割草机的智能化,也经历了漫长的迭代。
在很长一段时间里,所谓的智能割草机,采用的是一种“埋线式”技术,也就是在草地里预埋电磁感应线,以此来划定工作区域,机器人则随机碰撞移动。
这样的工作模式效率低下,体验也不好,因此一直没有真正打开市场。
2020年前后,UWB超宽带、RTK定位等各种定位和避障技术发展,割草机迎来了新一波“无边界”的智能化浪潮,一批中国厂商就此切入这个领域。
2023年,MOVA也开始研发智能割草机。
与智能驾驶类似,智能割草机的作业主要也分为四个环节——感知、定位、规划和执行,规划和执行的技术相对成熟,感知和定位则是一大痛点,因为割草机在户外草地工作,环境多变且地形复杂。
MOVA最早尝试了行业内比较主流的RTK方案。
RTK是一种以卫星差分信号来实时修正定位的技术,在开阔环境下表现出色,欧洲一些老牌割草机供应商如富世华,就在产品迭代中转向了这类技术。
而一向更卷的国内厂商,为了达到更好的定位和避障效果,则倾向于采用RTK+视觉的融合路线。
但RTK方案有相当的局限性。一方面,其运行需搭配基站使用,无论是单独插杆还是接入公共基站网络,都需付出额外的费用;
另一方面,RTK的稳定性不高,易受环境影响,遇到遮挡物或不同的天气,就会丢定位,导致地图重建,降低使用体验。
MOVA割草机器人业务CTO秦岭在接受亿欧汽车采访时表示,公司在技术布局上采取“双轨并行”策略,同时推进两种主流技术的研发。在割草机行业仍普遍依赖RTK插杆技术的时候,MOVA团队率先将目光投向了激光雷达。
虽然MOVA团队也曾研发过基于RTK的原型机,但发现它一直不能完美地解决丢定位和偏移的问题,因此完全转向了激光雷达方案。
激光雷达作为感知和探测器件,已经在智能汽车、扫地机器人等领域广泛应用,其通过激光扫描和地图匹配可实现厘米级定位,且受光照、遮挡等环境影响较弱,很快便成了智能割草机的可选传感器。
秦岭表示,相较于智能汽车,智能割草运行速度更低,安全边际更高,当前的激光雷达在性能上是过剩的,成本也偏高,于是决定和禾赛联合开发一款专用于割草机的激光雷达。
MOVA向禾赛提出了几项指标,包括360度的FOV、多线束等,核心诉求是,既要保障点云的质量和精度,又要在很大程度上控制住成本——这是一个不小的挑战。
好在,这并不是一个从零开始的项目。
禾赛在robotaxi、智能汽车等领域已经积累了丰富的产品和量产经验,机器人团队便基于成熟的AT系列,与MOVA共同研发了一款用于割草机的迷你型3D激光雷达,即后来的JT16。
JT16可以实现厘米级精准3D地图构建,相比于RTK方案,用户可以遥控割草机建立地图边界,无需复杂的安装和调试,而且不受天气、光线、信号等因素影响,能更好地应对户外复杂条件。
相比于其他类型的激光雷达,JT16的一大亮点是360度无死角的覆盖面,它能让割草机在建图中一次性获取完整的环境信息,仅需一颗,无需原地调转方向,便能感知并识别周边障碍物的距离。
据刘兴伟介绍,在实际应用中,构建一个1000平方米草地的三维环境,JT系列仅需3.5分钟即可完成建图。
相比之下,前向纯固态雷达在覆盖面积上会显著受限——其水平FOV为120度,单次扫描只能获取有限的区域信息,割草机器人需要频繁移动和调整方向,才能完成整个草坪的扫描建图。
这不仅会大幅增加割草机的行进路程,降低作业效率,而且在频繁转向的过程中,定位精度也容易受到干扰,发生偏移。
比如,在空旷的前庭草坪上,当割草机背对房屋时,由于前向固态雷达的视野受限,无法探测到后侧的房屋等参照物,会导致定位失效。
而360度激光雷达有全向探测能力,能识别后方房屋等物体,保持精准定位。
激光雷达,将成为主流方案
将激光雷达应用在割草机器人上,成本是个绕不开的课题。
数百、上千欧元售价的智能割草机器人,成本敏感度极高。
相较于纯视觉、RTK+视觉等主流技术路线,激光雷达在价格上要高出一筹。
不过,近年来随着国内智能驾驶的飞速发展,激光雷达早已从早期的精密仪器蜕变成可用的工业零件,其成本也大幅降低。
以禾赛为例,其代表产品AT128,价格已从最初的约2000美元,降至约400美元。
这为激光雷达攻破割草机器人这样的新兴市场提供了坚实的基础。
秦岭告诉亿欧汽车,相比于于RTK等主流方案,目前激光雷达的方案成本是高一些,但在可接受范围内。
这在很大程度上便得益于禾赛在激光雷达领域的积累,特别是集成化设计与平台化布局,以及MOVA割草机的产量可以达到的规模效应。
一个重要的方面是,禾赛连续多年在激光雷达芯片上投入自研,已经迭代了四代芯片平台,而不断提高器件集成度,能在提升性能的同时缩减体积,由此才实现大规模前装量产。
JT16也不例外。
据刘兴伟介绍,其采用的是禾赛第四代芯片架构,突破了激光雷达传统的器件分立式设计,以高度的垂直整合提升了收发模块的集成度。
JT系列是基于禾赛超高清AT系列平台开发,后者拥有历经市场验证的成熟收发架构,收发模块显著提升的同时,核心光学扫描结构也大幅简化。
AT系列累计已出货超百万台,无论是在技术架构还是零部件成本上,JT16都有所裨益。
“很多用在AT系列上的器件,拿过来就能直接用,底层的一些电路设计也都是相通的。”刘兴伟向亿欧汽车表示,也正是基于这样的一些优势,JT系列可以在几个月的时间内就完成研发,迅速量产。
为了让激光雷达更好地用在割草机上,MOVA与禾赛一同研发,确认了16线束的方案。
高线束,意味着更丰富的点云信息,可以清晰识别更复杂的障碍物,但高线束也意味着高成本。
秦岭表示,相较于更高清的激光雷达,16线在点云密度和市场表现之间可以达到最优平衡。
JT16采用360度机械旋转雷达设计,这个架构赋予了其高精度测距与全向均匀的点云性能,虽然受限于线束,不能像车规级产品那样分辨出物体到底是什么,但其感知功能稳定,能在遇到障碍物时迅速反应,避免碰撞。
有业内人士也表示,绝大多数情况下,割草机只需识别物体是否存在,不需要清晰辨别花盆等物品的具体轮廓,所以无需过多地强调分辨率高。
从长远来看,随着激光雷达在割草机器人上的应用增加,其有望成为主流这个领域的主流方案。
据灼识咨询数据,2024年全球智能割草机器人的销量约为38.35万台,预计2025年将达98.63万台。目前,欧洲市场的智能割草机渗透率在10%-30%之间,而在北美市场则不足6%。
业内普遍认为,这是一个具有广阔潜力的领域,未来将突破百亿美元规模。
激光雷达会成为智能割草机的标配吗?未来,智能割草机的感知方案又会有怎样的发展趋势?
随着激光雷达性能的提升和成本的下降,这个传感器在扫地机器人上已经基本标配,而在智能驾驶领域,则基于不同的技术路线、功能需求以及产品定位,演化出不同的配置策略。
刘兴伟的看法是,智能割草机也会基于应用场景和产品定位,出现几类不同的传感器配置方案:
在2-300平的小面积草地上,以视觉方案为主;
在600-2000平的中等面积草地上,激光雷达方案能够发挥足够优势;
在2000平以上的草地上,可以采用激光雷达+RTK或激光雷达+视觉的混合方案,以实现更好的覆盖。
秦岭也告诉亿欧汽车,MOVA近期也发布了首款AI双目视觉技术的智能割草机MOVA ViAX系列,目前还在开发激光雷达+视觉的方案,引入AI功能,增强识别能力,“这对更大面积草坪上的定位会有帮助,避障能力也会有所增强。”
对于绝大多数场景的智能割草机来说,激光雷达已经成为最合适且可用的方案。
不难想象,随着激光雷达的规模进一步提升,智能割草机行业也将迎来新一轮传感器的升级迭代,新的增长机会孕育而出。
“这不仅是割草机的升级,更是智能家居生态进化的重要里程碑。据公开数据推算,到2029 年全球搭载3D激光雷达的机器人规模将达到 500 万台,环境感知能力将成为各类机器人的标配。”刘兴伟表示。
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