技術(shù)
導(dǎo)讀:UWB全新的應(yīng)用場(chǎng)景
今年,寧德時(shí)代分別在江蘇、上海、海南等地部署其移動(dòng)式充儲(chǔ)檢一體機(jī)器——CharGo充電狗。據(jù)悉,這是寧德時(shí)代研發(fā)的一款集成移動(dòng)充電、分布式儲(chǔ)能和新能源汽車電池安全監(jiān)測(cè)功能于一體的產(chǎn)品,不僅能夠作為“移動(dòng)充電站”使用,還能在必要時(shí)提供額外的電力支持,并且對(duì)車輛電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
CharGo充電服務(wù)支持車主在線預(yù)約充電時(shí)段及電量。車輛抵達(dá)高速服務(wù)站后,系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)度充電設(shè)備至停車位,實(shí)現(xiàn)"即停即充"。車主僅需開(kāi)啟充電口即可離車休息,并通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)查看充電狀態(tài)。完成后工作人員將回收設(shè)備,全程無(wú)需人工值守。
根據(jù)目前有限的公開(kāi)信息,CharGo充電狗主要采用的技術(shù)包括激光雷達(dá)、RGBD景深攝像頭以及差動(dòng)線控底盤,配合實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航定位、障礙物識(shí)別及避障功能。
其核心技術(shù)路徑中,是否采用了超寬帶(UWB)技術(shù)備受關(guān)注。CharGo充電狗尚未明確提及使用UWB,但我們可以結(jié)合CharGo充電狗的應(yīng)用場(chǎng)景和UWB的技術(shù)特點(diǎn),對(duì)UWB的潛在應(yīng)用點(diǎn)進(jìn)行推測(cè)分析。
01 自主導(dǎo)航與定位功能
CharGo充電狗的核心功能之一是“無(wú)人駕駛”和自主導(dǎo)航至車輛停車處。根據(jù)描述,該機(jī)器人能夠通過(guò)線上預(yù)約后“自行到達(dá)車輛位置”,這需要高精度的定位和路徑規(guī)劃能力,類似移動(dòng)機(jī)器人常采用以下技術(shù)組合:
激光雷達(dá)(LiDAR)或視覺(jué)SLAM:用于環(huán)境感知和避障;
GPS/RTK:室外大范圍定位;
UWB:短距離高精度定位(如厘米級(jí)定位)。
據(jù)悉,CharGo充電狗整合了激光雷達(dá)、RGBD景深攝像頭及SLAM(同步定位與地圖構(gòu)建)算法,用于自主導(dǎo)航和避障,我們推測(cè),UWB技術(shù)在這其中作為定位能力的補(bǔ)充,尤其在動(dòng)態(tài)環(huán)境中增強(qiáng)可靠性。
CharGo充電狗目前大多部署于高速服務(wù)區(qū)、港口和地下車庫(kù)。分場(chǎng)景來(lái)看,在高速服務(wù)區(qū),UWB DL-TDoA技術(shù)憑借其厘米級(jí)定位精度(靜態(tài)誤差僅11.96cm,動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下最高87.03cm),通過(guò)測(cè)量信號(hào)到達(dá)多個(gè)基站的時(shí)間差,能夠完美適配高速行駛車輛的需求,彌補(bǔ)傳統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)在隧道內(nèi)失效的不足。
而在地下車庫(kù)等遮擋環(huán)境下,GPS/北斗信號(hào)衰減嚴(yán)重,UWB憑借其抗干擾能力和厘米級(jí)精度,能夠與SLAM的結(jié)合實(shí)現(xiàn)更全面的環(huán)境感知,幫助CharGo充電狗實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航,是理想的室內(nèi)定位解決方案。
02 動(dòng)態(tài)避障與路徑規(guī)劃
停車場(chǎng)人車混流,需實(shí)時(shí)感知障礙物并動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障。UWB技術(shù)的高可靠性和低延遲特性使得機(jī)器人能夠在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)避障和導(dǎo)航,降低事故風(fēng)險(xiǎn)。
通過(guò)飛行時(shí)間測(cè)距法(Time of Flight, ToF),UWB可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)距,使機(jī)器人能夠提前感知前方障礙物的距離和位置,從而采取合適的避障策略。這種主動(dòng)式的避障方式不僅提高了充電效率,還大大降低了碰撞風(fēng)險(xiǎn),保護(hù)了汽車和機(jī)器人本身的安全。
此外,為了提升充電效率,機(jī)器人的停放位置需要根據(jù)具體場(chǎng)景需求去進(jìn)行合理停靠。通過(guò)部署實(shí)施UWB定位方案,可對(duì)機(jī)器人進(jìn)行路徑規(guī)劃,利用實(shí)時(shí)位置信息來(lái)優(yōu)化機(jī)器人管理。依據(jù)就近原則和閑置機(jī)器人復(fù)用原則,實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化和機(jī)器人作業(yè)工作均衡優(yōu)化。
03 找車功能受車輛兼容性限制
結(jié)合官方描述推測(cè),CharGo充電狗自行導(dǎo)航到達(dá)車輛停車處,是通過(guò)攝像頭視覺(jué)識(shí)別車牌號(hào)實(shí)現(xiàn)的,但也給UWB尋車留下了想象空間。
UWB的高精度定位需要設(shè)備雙方(充電狗與車輛)均配備UWB模塊,通過(guò)信號(hào)交互實(shí)現(xiàn)測(cè)距或定位。然而,現(xiàn)階段市場(chǎng)上大多數(shù)車輛未搭載UWB模塊,若依賴車端UWB標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)定位,需車企配合升級(jí)硬件,但短期內(nèi)難以普及。
同時(shí),即使部分高端車型已搭載UWB,不同廠商的UWB協(xié)議差異會(huì)導(dǎo)致兼容性問(wèn)題。例如UWB基站可能無(wú)法與車企私有協(xié)議互通,形成技術(shù)孤島。
而車牌作為全球車輛標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)識(shí),天然適配視覺(jué)識(shí)別技術(shù),優(yōu)勢(shì)明顯。CharGo充電狗通過(guò)RGBD攝像頭+AI算法,可在復(fù)雜光照、遮擋條件下實(shí)現(xiàn)誤差值較低的車牌識(shí)別率,且無(wú)需車輛端配合。
但依舊可以期待,若未來(lái)車輛端UWB模塊普及(如V2X車路協(xié)同推廣),CharGo充電狗這類機(jī)器人可通過(guò)升級(jí)實(shí)現(xiàn)無(wú)感喚醒(車輛駛?cè)胪\噲?chǎng)時(shí),UWB自動(dòng)觸發(fā)充電狗待命)、反向定位(充電狗通過(guò)車輛UWB信號(hào)反向鎖定位置,減少視覺(jué)掃描范圍)等功能,進(jìn)一步提升用戶充電體驗(yàn)。
04 UWB的全新應(yīng)用場(chǎng)景
從技術(shù)可行性看,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)UWB定位,需預(yù)先布設(shè)UWB錨點(diǎn)(基站)形成定位網(wǎng)絡(luò);而在商業(yè)化路徑上,UWB基站部署會(huì)增加硬件和運(yùn)維成本,且需與停車場(chǎng)現(xiàn)有設(shè)施兼容,屬于典型的B2B2C模式。
UWB在充電機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于早期階段,其普及取決于成本下降和跨行業(yè)生態(tài)協(xié)同。寧德時(shí)代若選擇UWB方案,可能通過(guò)B端合作分?jǐn)偝杀?,如與地方政府或交通運(yùn)營(yíng)商合作,將UWB基站納入智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施(如智慧路燈、交通信號(hào)系統(tǒng)),可進(jìn)一步攤薄部署成本,形成“充電機(jī)器人+UWB定位網(wǎng)絡(luò)”的生態(tài)閉環(huán)。而非直接面向C端用戶。
短期內(nèi),UWB仍局限于高端場(chǎng)景,充電機(jī)器人或選取如商業(yè)綜合體、高速樞紐等場(chǎng)景鋪設(shè)開(kāi),作為差異化賣點(diǎn);長(zhǎng)期來(lái)看,智慧交通、新基建等領(lǐng)域?qū)Ω呔榷ㄎ患夹g(shù)的扶持,可能加速UWB基站的公共基礎(chǔ)設(shè)施化。隨著智慧城市基建完善,UWB可能成為停車場(chǎng)標(biāo)配,推動(dòng)充電機(jī)器人全面普及,為未來(lái)車-樁-路協(xié)同預(yù)留技術(shù)接口。
當(dāng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車普遍搭載UWB模塊時(shí),充電機(jī)器人可直接通過(guò)車輛信號(hào)實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)反向定位,構(gòu)建"需求感知-資源調(diào)度-服務(wù)執(zhí)行"的全自動(dòng)充電網(wǎng)絡(luò),這將成為智慧城市能源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)底座。
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