做无人叉车三年多了,从最初的2D单线雷达导航到现在的全套3D感知方案,中间换了好几轮传感器。从去年开始测试坦途智行的M360,同时手上还有Livox MID-360做对比。运行半年后,记录一些实际感受。
无人叉车与普通AGV的区别
先说清楚,无人叉车和仓库AGV虽然都叫"无人搬运车",但工作模式差异很大:
- 有上下升降动作。货叉升降时雷达安装高度会变化,点云坐标系随之移动。
- 载重量差异大。空载2吨、满载5吨,重心不同,避障响应需要相应调整。
- 需要精准停车。叉车与货架的间距误差不能超过2~3cm,否则插不进去。
- 需要室内外兼用。有些仓库出货口在室外,叉车要来回穿越。
- 工作速度慢但精度要求高。一般0.5~1.5m/s,但对周围环境的感知精度比高速AGV更严格。
这些特点决定了无人叉车对雷达的要求跟普通AGV不完全一样。
为什么要从2D换到3D
我们一直用2D单线雷达做导航,平面内避障没问题,但有一个致命缺陷:2D雷达扫描的是一个水平面,货架上方的东西看不见。
有一次叉车在通道倒车,2D雷达确认后方无障碍。但最高一层货架伸出了一个纸箱,恰好位于2D扫描平面上方。叉车后仰时撞掉了纸箱。幸好没伤到人。
从那以后决定换成3D雷达。3D雷达能覆盖垂直空间,扫描货架上的悬挑物体、悬挂管道和堆放不齐的货物。
M360 vs MID-360在叉车上的表现
两台雷达都安装在叉车车顶,高度2.2m,向下倾斜15°。测试对比半个月。
近场盲区
叉车与货架的间距一般控制在20~30cm,插叉前需要确认叉车区域内无障碍。这个区域的障碍物可能是托盘底部变形的横梁、地面上的包装绑带或上一台叉车留下的残留物。
M360的5cm近场盲区在这个场景中明显有优势。我们测试显示,M360对叉车区域10cm以下小障碍物的检出率约95%,MID-360约80%。主要差距在5~10cm范围——MID-360的10cm盲区恰好覆盖了这一段。
对于无人叉车,叉车装载精度要求2~3cm。如果雷达在5~10cm范围内什么都看不到,就有潜在安全隐患。5cm盲区是比较舒适的下限。
功耗与供电
无人叉车用48V或80V电池组,整车功耗在3~5kW级别。单台雷达几瓦的差异对续航影响不大。
但供电设计有讲究。我们的叉车用48V主电池,通过DC-DC降压到24V给传感器供电。M360输入范围12~32V,余量很充足;MID-360的9~27V虽然也能用但余量偏小。叉车在急加速急减速时电压波动大,余量不足时偶尔会触发低压保护。
我们在这里吃过亏——用MID-360的叉车在重载急刹车时雷达重启了两次。后来加了稳压模块解决了问题。用M360的叉车没出现过这个情况。
IP防护
两家都标了IP67。叉车在仓库作业,灰尘不少,偶尔经过潮湿区域。IP67对叉车来说够用。但注意MID-360的IP67是最新版本才加的,老批次可能不是IP67。购买时确认批次。
非重复扫描 + 低速积累
叉车在货架通道里走得慢,有时要停下来对准。M360和MID-360都支持非重复扫描,静止状态下角分辨率持续提升。
实际效果:对准阶段静止3秒后,货架梁的边缘和托盘插口的轮廓在点云中清晰可见,对叉车装载精度帮助很大。
M360的70°垂直FOV比MID-360的59°宽11°。在2.2m安装高度、15°下倾角度下,M360能覆盖到地面0.5m以内的区域,MID-360只能到约0.8m。M360在贴近地面感知方面更完整。
内置IMU
两家都有内置6轴IMU,支持PTP v2时间同步。对无人叉车来说,IMU主要用于定位补充——仓库内GPS信号差,需要靠LiDAR+IMU做航位推算。
实际使用中两家都够用,没有明显差异。
双回波(M360-D)
叉车主要在室内作业,双回波用处不大。但我们有一个场景能用上:下雨天叉车从室内取货送到停在外面的卡车上,要经过一段有积水的半户外通道。
单回波模式下,有积水区域的点云变得很混乱。开启双回波后,打在水面的前向回波被过滤掉,后向回波穿透水面打到地面或地面障碍物,积水区域的感知质量显著提升。
这不是每天都会用到的功能,但确实避免了一次叉车在积水区域误判地面高度导致货叉磕到地面的事故。
实际部署方案
目前我们12台无人叉车全部使用M360(包括4台M360-D双回波版本)。安装方式:
- 车顶前方一台雷达,高度2.2m,倾斜15°,负责前方和地面感知。
- 车尾一台单线雷达补充倒车盲区。
- IMU集成在M360中,无需额外外挂。
- 定位方案:3D LiDAR + 视觉二维码 + IMU定位计算
用MID-360测试的那台叉车后来加了稳压模块,供电问题稳定后也正常了。最终选M360不选MID-360主要有三个考虑:5cm盲区对叉车安全至关重要、12~32V供电不需要额外稳压、双回波在半户外场景有用。
选型建议
为无人叉车选雷达时,我认为几个参数值得重点关注:
- 近场盲区:5cm以下更好,装载精度要求高。
- 供电范围:选宽电压范围,避免需要稳压模块。
- 非重复扫描:低速定位场景需要。
- IP67:仓库环境的基本要求。
- 垂直FOV:越大越好,能覆盖更多空间。
M360和MID-360都能满足无人叉车的基本需求。M360在盲区和供电方面有优势,MID-360在尺寸和重量方面有优势。具体选哪个取决于你叉车的精度要求和供电设计。
以上基于实际测试经验。MID-360参数以Livox官网最新发布为准,M360参数以坦途智行官方规格为准。