扫地机器人发展至今,智能化和自动化已经成为扫地机的标配。面对复杂的扫拖环境,能否高效精准的进行场景建模、路线规划并在扫拖过程中快速反应躲避障碍物,是消费者挑选扫地机时的重要考量因素。目前,扫地机通用的智能扫拖路线方案是用一个LDS激光测距雷达投射出一条笔直的激光线到物体上,用图像传感器接收反射光线,经三角测距法计算出物体的距离。LDS激光雷达旋转360度测距之后即建立出完整的扫拖环境地图,并输入到SLAM中进行路径规划。如果说SLAM是扫地机的大脑,那么LDS激光雷达则是扫地机的“眼睛”。而要让眼睛看的清晰,环境构建的精准,其中的激光器件又是至关重要。
通过LDS测距激光雷达对周边环境进行精准测距并建图,是扫地机智能化的必备条件。
传统LDS激光测距雷达的激光光源多为EEL边发射激光器,其功耗和成本都较高,且由于EEL谐振腔形状限制,光斑多为椭圆形,设计工程师需要借助额外的光学手段将其整型为圆形光斑,既增加了器件成本,又降低了器件的出光效率。相比于EEL激光,VCSEL具有小发散角、天然圆形光斑等对光学设计较为友好的特性,使得工程师能够无须借助复杂的光学手段即可实现小尺寸单点圆形光斑。在相同光斑尺寸和亮度条件下,VCSEL的功耗不到EEL功耗的一半。此外,VCSEL器件的寿命和温度稳定性也远高于EEL,且不受光学灾变(COD)的影响。
创新乃立足之本,瑞识科技自成立以来,积极推进VCSEL技术在各种
应用场景的创新应用,致力成为VCSEL光学解决方案的先行者,以创新展现硬实力。今年瑞识科技发力智能扫地机市场,联合扫地机器人行业头部雷达方案公司,共同推出业内首款基于VCSEL技术的激光雷达方案并成功量产。该LDS激光测距雷达采用了瑞识PRAY系列VCSEL点激光,系全球首家采用VCSEL激光替代传统的基于EEL激光的LDS激光雷达方案,相比于传统的采用EEL点激光的方案具有低功耗、高寿命、高光束质量、低应用成本等优势。更加值得一提的是,该方案采用瑞识超窄光VCSEL技术,在实现更小光斑尺寸的同时,克服了常规发散角VCSEL光斑四周亮中间暗的不足。目前,该方案已出货近百万台给扫地机行业头部客户,未来出货率将持续增长。在量产方面,瑞识通过VCSEL芯片制造工艺的设计和优化来实现各项性能的一致性和可重复性,还在合肥与深圳分别自建芯片光学封测无尘工厂,通过基于ISO9001的全面质量管理体系,保证公司全线产品达到业内顶级的量产产品良率和品质。
瑞识VCSEL激光发射模块系国内首家将VCSEL用于扫地机LDS激光雷达并量产出货产品。
瑞识超窄光VCSEL技术为LDS激光雷达提供光斑尺寸更小光型更加均匀的圆形光斑(右),克服了传统EEL激光的椭圆形光斑(左)和常规角度VCSEL光斑中间暗四周亮的不足(中)。
众所周知,VCSEL芯片作为3D成像和传感系统核心器件,早已在3D传感和光通信领域崭露头角。而作为行业领先的VCSEL芯片和光学解决方案提供商的瑞识科技,在广泛布局消费电子行业的基础上,还创新性地拓展了VCSEL的应用领域。除扫地机行业以外,公司还积极布局智能汽车和智能硬件行业,其产品已通过IATF16949国际汽车质量管理体系认证和AEC-Q102产品车规认证,并向国内新能源汽车头部客户量产出货。
据瑞银数据预测,2025年中国扫地机器人市场规模将达到50亿美元,而目前国内扫地机器人市场渗透率仅4%～6%,远低于国外的13%。未来,我国的扫地机器人仍有很大发展空间,而激光雷达作为扫地机器人的避障指南,也有望迎来爆发增长点。目前,用于LDS激光导航系统的瑞识PRAY系列产品已量产。下一步,瑞识科技还将跟合作伙伴一起推出自主研发的全新VCSEL线激光避障传感器,助力客户为消费者带来焕然一新的扫地机智能扫拖体验,让众多用户切身感受到,扫地机器人开始变聪明、变好用了。
