星际万象笺
14小时前来自 科技看点

公园清扫机器人如何自动避让游人?

一、核心避让技术:多传感器融合与AI决策

公园清扫机器人的自动避让能力,本质上是一套“感知-决策-执行”闭环系统。

1. 感知层:环境建模与目标识别

激光雷达与毫米波雷达负责构建周围环境的3D点云地图,实时测量与行人、树木、长椅等障碍物的距离。

高清摄像头配合AI视觉算法,能区分“人”“宠物”“车辆”“静态障碍物”等不同类别,甚至识别行人的运动方向与速度。

部分车型搭载超声波传感器,用于近距离盲区补盲,确保0.5米内的突发闯入也能被捕捉。

2. 决策层:路径规划与动态避障

基于SLAM技术,机器人预装公园全局地图,并通过实时传感器数据更新“可通行区域”。

当检测到行人进入安全距离(通常设定为1-1.5米),系统会触发“主动避让模式”:减速、暂停、绕行或重新规划局部路径,选择最不影响行人通行且能继续完成清扫任务的路线。

对于儿童、宠物等运动轨迹不规则的目标,算法会加大安全冗余,优先停车等待而非强行走捷径。

3. 执行层:平滑制动与静音运行

电机驱动系统支持毫秒级响应,制动过程平缓,避免急停引起游客惊吓。

机器人运行时噪音控制在较低分贝,避免因为突然出现或噪音干扰导致行人紧张。

二、从“被动避障”到“主动礼让”:场景化策略

不同的公园活动场景,机器人的避让逻辑也有所侧重。

  • 场景
  • 典型特征
  • 避让策略
  • 广场/主干道人流密集、方向随机保持2米以上安全距离;非必要不穿越人群,优先沿着边缘清扫;在人流高峰期自动切换至低优先级区域作业
  • 狭窄步道/林间小径空间受限、有视线盲区降低速度至0.5m/s以下;提前在弯道处鸣提示音;若双向都有行人,靠边停车让行
  • 草坪/儿童活动区可能有坐卧、奔跑的游人延长检测范围至3米,启动“极度保守”模式;遇到儿童玩具、野餐垫等临时障碍物即时绕开
  • 夜间/低光照时段行人稀少但光线差启用红外补光与热成像;自动切换至定时任务模式,优先在无人的时间段完成主清扫

三、人机共存的智慧:多维保障机制

除了机器人自身的算法,整座公园还配套了“软硬兼施”的安全网。

1. 作业时间错峰

多数公园将机器人主力清扫安排在开园前、闭园后或午间人流较少的时段,白天仅做辅助补扫。

北京天坛公园的清扫机器人“可全天候值守”,但实际运行时仍优先选择游客稀疏的时段进行深度清洁。

2. 远程监控与人工干预

管理后台可实时查看每台机器人的位置、传感器状态和避让记录;一旦出现异常(如长时间被困、传感器故障),运维人员可通过APP远程接管或派遣人工协助。

机器人自身携带应急救援物资(如灭火器、医药箱),在有人需要帮助时还能充当移动应急点。

3. 冗余安全设计

底盘四周配备防撞触边条,即使传感器失效,物理碰撞也会触发急停。

紧急停止按钮设置在机身显著位置,游客或工作人员可一键断电。

四、从“机器替人”到“机器助人”:更高阶的协作形态

机器人的避让能力,最终指向的是“人机和谐”而非“机器抢道”。

效率与安全的平衡:深圳环卫机器人每小时清洁超8000平方米,但仍严格遵守“行人优先”原则,不会因为追求效率而挤占人行道。

工种升级:原本从事单纯体力清扫的工人,转型为“机器人指挥官”,负责路线规划、故障处理、精细边角清洁,劳动强度下降,技术含量提升。

公众体验优化:机器人在公园中本身就是一道科技景观,许多游客主动与它合影,它也会“礼貌”地停下等待,形成有趣的互动。

五、技术迭代方向

随着L4级自动驾驶技术在公园场景的落地,未来清扫机器人的避让能力还将进一步进化:

预判式避让:通过分析历史人流数据,提前预测密集区域和高峰时段,自动调整作业计划。

群体协同避让:多台清扫机器人共享彼此感知到的障碍物信息,避免在狭窄区域“会车”时互相阻塞。

情感化交互:当需要从行人身边经过时,机器人可发出“请让一让,我要工作啦”等语音提示,甚至用灯光闪烁表达意图,让避让行为更自然、更友善。