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實現(xiàn)大面積室外精準(zhǔn)定位并解決割草難題,「優(yōu)思美地」面向歐美市場提供割草機(jī)器人一體化解決方案 2021-12-15 09:04:30  來源:36氪

作者|韋世瑋

編輯|石亞瓊

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隨著AI感知、定位、導(dǎo)航和驅(qū)動等技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,機(jī)器人已經(jīng)在越來越多的場景中得到應(yīng)用,并延伸出了各種細(xì)分的功能品類。日前,36氪接觸到的「優(yōu)思美地」則是一家開發(fā)割草機(jī)器人的公司。

優(yōu)思美地成立于2021年,主要基于RTK GPS(實時動態(tài)測量定位技術(shù))的多傳感器融合算法,為海外市場提供割草機(jī)器人一體化解決方案,可替代人工實現(xiàn)精細(xì)化、自動化割草的遠(yuǎn)程控制。據(jù)了解,公司創(chuàng)始團(tuán)隊早在2018年起就已開始研究割草機(jī)器人,并在2020年正式啟動了智能割草機(jī)系統(tǒng)的研發(fā),如今已成功開發(fā)超過20款產(chǎn)品。

割草看似一件低勞動成本、稀松平常的工作,但實際上是一個存量巨大且占有率分散的市場。據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Grand View Research數(shù)據(jù),2019年全球割草機(jī)市場規(guī)模為285億美元(約1817億人民幣),預(yù)計到2027年將達(dá)441億美元(約2812人民幣),2020年-2027年的年均復(fù)合增長率達(dá)5.6%。

優(yōu)思美地創(chuàng)始人李建勇告訴36氪,割草機(jī)已經(jīng)是一個成熟的市場,全球一年出貨量高達(dá)2500萬臺,其中北美市場出貨規(guī)模約860萬臺,主流使用場景為家用草坪的打理。但絕大部分仍屬于汽油動力的割草機(jī),需要人工操作,而智能割草機(jī)的使用率接近為0。

在割草機(jī)市場需求增長和智能化不足的環(huán)境下,割草機(jī)市場正迎來兩個發(fā)展趨勢,一是在動力方面將汽油動力切換為鋰電動力,二是在操作方面由人工操作變?yōu)闄C(jī)器智能操作,實現(xiàn)無需人工干預(yù)的全自動割草。

因此,優(yōu)思美地主要面向國外市場,為終端品牌提供割草機(jī)器人整體解決方案。與現(xiàn)有的埋線式割草機(jī)器人方案相比,公司的割草機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)完整多進(jìn)程處理,采用高精度衛(wèi)星定位,解決草坪打滑、復(fù)雜邊界、大面積、避障等問題。同時,用戶只需在手機(jī)端一鍵控制,就能讓割草機(jī)器人智能完成割草工作,還可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控并設(shè)定工作時間。

從技術(shù)角度看,優(yōu)思美地割草機(jī)器人擁有RTK GPS算法、異構(gòu)孿生高精度地圖、多天線技術(shù)、長距離通信技術(shù)、智能規(guī)劃路徑等核心技術(shù),其中公司的大系統(tǒng)工程化能力最為核心,能將不同模塊高度融合,從工程化角度控制成本優(yōu)勢。

割草機(jī)器人作為一項面向室外應(yīng)用的多傳感器融合慢速自動駕駛系統(tǒng),具有技術(shù)點多、系統(tǒng)復(fù)雜、場景復(fù)雜等特點。例如,它包含了從自動駕駛相關(guān)的感知、規(guī)劃、決策等智能子系統(tǒng),到定位、通信及運動控制等核心模組,這對團(tuán)隊系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)能力是一個巨大的挑戰(zhàn)。

同時割草機(jī)器人面向家庭海量發(fā)貨的市場,對產(chǎn)品成本的要求十分嚴(yán)格。在李建勇看來,只有成本達(dá)到足夠競爭力的產(chǎn)品,才能快速獲得客戶認(rèn)可。

針對這些挑戰(zhàn),優(yōu)思美地有著不可小覷的人才優(yōu)勢。公司擁有一支RTK GPS模組和專家團(tuán)隊,涉及RTK算法、GPS接收機(jī)、中射頻、RTK&IMU傳感器融合算法等多領(lǐng)域技術(shù),他們在過往十余年中累計立項管理的硬科技產(chǎn)品研發(fā)支出超50億人民幣,在駕馭大型復(fù)雜多領(lǐng)域綜合性產(chǎn)品的研發(fā)上有深厚的積累和經(jīng)驗。

其中,公司創(chuàng)始人李建勇為東南大學(xué)自動控制碩士,曾任職于國內(nèi)頭部通信企業(yè)等公司,并參與了無線LTE預(yù)研、基帶產(chǎn)品研發(fā)、基帶芯片立項管理等項目,共擁有6項發(fā)明專利和3項PCT。

核心團(tuán)隊的優(yōu)勢讓公司能夠從底層核心技術(shù)開始重新構(gòu)建算法,在降低技術(shù)成本的同時,實現(xiàn)系統(tǒng)級算法增強(qiáng),從而讓產(chǎn)品性能提升到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。

優(yōu)思美地割草機(jī)器人

具體來看,優(yōu)思美地割草機(jī)器人的核心優(yōu)勢在于解決了“割干凈”和“大面積成本”兩大難點。

1、“割干凈”優(yōu)勢

由于室內(nèi)和室外工作環(huán)境差異大,室外草坪通常會遇到雨后露水打滑、地面高低不平、顛簸等問題,這些都是室內(nèi)機(jī)器人難以解決的問題,對機(jī)器人定位技術(shù)提出了更嚴(yán)格的要求。

目前,業(yè)內(nèi)智能割草機(jī)器人在定位方面主要有兩種技術(shù)方案,一是基于慣性導(dǎo)航的埋線式方案,二是非埋線式方案。

簡單地說,埋線式方案是當(dāng)下主流的技術(shù)方案,如寶時得、博世、富世華等公司均采用這一解決方案。該方案的優(yōu)勢是成本較低,但缺點在于無法實現(xiàn)精準(zhǔn)定位,導(dǎo)致出現(xiàn)了割不干凈的問題。同時,埋線式割草機(jī)器人部署人工埋線成本高,約200歐元-400歐元,成本還會隨著草坪面積增大而增加,且耗時長、布置靈活性差。因此,埋線式方案在大面積草坪的割草效果并不理想。

相比之下,優(yōu)思美地采用的非埋線方案能夠解決精準(zhǔn)定位問題,采用RTK GPS技術(shù)為主導(dǎo),并綜合IMU和視覺等其他傳感器融合算法,形成了一套新的定位解決方案。不過,RTK GPS技術(shù)存在的問題是,若機(jī)器人工作時遇到樹木遮擋,其定位信號會減弱甚至丟失,或是其靠近房屋時,無法解決信號反射出現(xiàn)的多徑效應(yīng)問題。

因此,公司針對定位問題提出了兩種解決方式,一是能夠直接抑制信號多徑問題,從中找出最短的工作路徑;二是如果多徑抑制效果不好,還可以通過其他傳感器實現(xiàn)協(xié)同定位,例如用計算機(jī)視覺方案與GPS進(jìn)行融合,解決信號定位問題。

2、解決“大面積成本”問題

與歐洲相比,北美家庭的草坪面積更大,往往多達(dá)上千平米,因此割草機(jī)器人在解決大面積草坪的精確定位問題時,也必須要保證成本可控,減少用戶在機(jī)器人工作后的補(bǔ)割成本。

李建勇談到,其實非埋線解決方案還細(xì)分了三個技術(shù)路徑,分別為多點定位方案、RTK GPS方案、視覺方案。其中,多點定位方案能夠解決大面積定位問題,但難以控制成本的上漲;視覺方案看起來很美好,但最大問題是其面向海量發(fā)貨市場的商用落地時間不可控;而RTK GPS方案的成本有進(jìn)一步下降的空間,可同時實現(xiàn)成本可控、性能可控。

此外,成本也是割草機(jī)器人商業(yè)落地過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。李建勇提到,公司計劃強(qiáng)化研發(fā)投入,在核心技術(shù)模組上打造底層技術(shù)競爭力,從而實現(xiàn)在業(yè)界的性能和成本領(lǐng)先,將關(guān)鍵模組和元器件的成本從千元級別降低至百元級。

商業(yè)模式方面,目前優(yōu)思美地主要包括高電壓、大功率無刷電機(jī)控制器,以及一整套智能割草機(jī)控制系統(tǒng),后者包括導(dǎo)航定位、地圖路徑規(guī)劃、電控外圍設(shè)備等。

其中,公司智能割草機(jī)控制系統(tǒng)預(yù)計明年上半年首批搭載出貨,將優(yōu)先落地To B市場,借助傳統(tǒng)品牌的路徑來鋪量,完成存量市場的升級換代,賦能傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)趕上機(jī)器人時代,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈升級。

接下來,優(yōu)思美地將進(jìn)一步擴(kuò)充團(tuán)隊,加大核心模組的研發(fā)力度,以及產(chǎn)品備貨、專利升級等方面的投入。

關(guān)鍵詞: 割草 精準(zhǔn) 大面積

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