按应用领域划分
变电站、监狱、机场或军事禁区等关键设施,对周界安全有着极高的要求。传统的红外对射系统容易受飞鸟、落叶干扰产生误报;摄像头监控存在视觉盲区且夜视效果有限;物理围栏则无法防止攀爬或破坏。安保人员难以实现24小时无死角的有效监控,且误报频发导致巡查效率低下。
在散货港口或电厂煤场,斗轮堆取料机是庞然大物,作业半径极大。在全自动或远程作业过程中,悬臂极易与周围的煤堆、其他机械或车辆发生碰撞,导致严重的设备损毁。此外,港口海风由于含有盐雾且作业现场粉尘极大,普通的传感器探头极易失效,导致机器“致盲”。
轨道交通(如矿山小火车、地铁工程车或有轨电车)运行环境复杂,刹车距离长。在隧道昏暗环境或户外恶劣天气下,驾驶员难以通过肉眼及时发现轨道上的落石、侵入人员或停滞车辆。传统的视频监控受光照影响大,而毫米波雷达难以精确勾勒障碍物轮廓,极易发生严重的碰撞脱轨事故,造成巨大的人员财产损失。
港口码头是典型的全天候、非结构化户外场景。无人运输车(IGV/ART)在作业时,面临着复杂的光照挑战:正午的强眩光、夜晚的低照度以及积水地面的反光,都会严重干扰视觉相机的判断。此外,码头地面常散落着集装箱锁扣、维修工具或路锥等低矮细小物体,传统的单线激光雷达极易从物体上方“漏扫”,导致车辆碾压异物爆胎或受损,影响港口作业效率。
无人清扫车主要运行于公园、广场或人行道等户外场所。为了保证清洁覆盖率,车辆通常需要进行“贴边清扫”,即紧贴路沿行驶。这对感知的精度要求极高:既要识别路沿的位置以保持航向,又要防止轮毂剐蹭路沿。此外,户外环境光照变化剧烈(树荫、强光),且路面常有低矮的石墩、台阶(负障碍)或非刚性的垃圾(如成堆落叶),普通传感器难以稳定区分“可通行的垃圾”与“必须避让的障碍”。
无人配送车、无人清扫车等低速无人驾驶车辆通常在户外非结构化道路上运行。车顶的主激光雷达虽然看得远,但在车头下方存在较大的近距离盲区。对于低矮的障碍物(如路沿、宠物、锥桶)或路面坑洼(负障碍),主雷达往往难以发现。此外,户外强烈的阳光照射对传感器的抗干扰能力提出了极高要求,普通的深度相机容易在强光下失效。
在追求高密度存储的自动化立体仓库中,货架巷道通常设计得非常狭窄(VNA)。无人叉车在巷道内高速行驶时,若发生轻微跑偏,或者货架上有货物意外突出侵入通道,极易发生货物剐蹭货架或叉车卡死的事故。传统的单点测距传感器只能检测固定点位,无法覆盖整个侧面的立体空间,难以发现不规则的突出障碍物。
在密集存储的自动化仓库中,AGV/AMR需要在狭窄的货架巷道中高速穿梭。传统的2D激光雷达仅能扫描离地固定高度(如20cm)的单平面,存在巨大的垂直盲区。对于地面上低矮的障碍物(如掉落的快递盒、遗留的垫木)或略高于地面的悬空物(如货架底层伸出的托盘角),2D雷达往往“视而不见”。这导致机器人极易发生底盘剐蹭或货物碰撞,甚至撞击货架立柱引发严重的安全事故。
无人叉车在密集的仓储货架间运行时,面临着复杂的立体空间挑战。传统的2D避障雷达仅能扫描地面上方约20cm的平面,存在巨大的垂直盲区。对于悬空的货架横梁、半空伸出的货物、或是地面低矮的托盘,2D雷达往往“视而不见”。这导致叉车在行驶中极易发生门架碰撞悬空物、或是货物剐蹭周边设施的事故,不仅损坏昂贵的物流设备,更严重威胁现场人员安全。
在无人叉车的全流程作业中,“精准叉取”是失败率最高的环节。由于地面不平整、托盘摆放角度偏差或货物形变,仅靠车体导航定位往往无法保证货叉与托盘孔位的完美对齐。一旦偏差过大,货叉会撞击托盘立柱或推倒货物,导致严重的物流事故。传统的机械限位或2D雷达难以获取托盘断面的深度信息,无法应对姿态各异的托盘。
无人叉车在搬运货物高速行驶时,面临双重风险:一是货物安全,急停或转弯可能导致叠放的货物倾斜、滑落甚至倒塌;二是视野盲区,堆高的货物往往会遮挡车体下方传感器的视线,导致叉车“看不见”正前方的低矮障碍物或悬空物。若无法实时感知货物状态和盲区风险,极易造成严重的货物损毁或碰撞事故。
在现代化智能工厂,地面物流(AGV/AMR)与空中物流(行车、桁架机械手)的作业区域往往高度重叠。行车在吊运货物下降时,若下方有AGV突然闯入,极易发生严重的“泰山压顶”碰撞事故。同时,传统的AGV仅配备2D雷达,只能扫描地面,对于悬停在半空中的货物或正在下降的吊具完全“视而不见”,存在致命的垂直盲区隐患。