维特智能与智慧环卫领域客户合作,针对公园清洁机器人户外导航定位精度不足、树荫遮挡导致信号丢失的核心痛点,为其提供了基于 WTRTK-4GAC 的厘米级RTK双天线定向+IMU融合解决方案,帮助客户实现厘米级定位与精准航向角输出,支撑清洁机器人自动驾驶转向控制。本文从客户背景、使用详情、方案特点三个角度还原项目全过程。

一、客户背景

1.1 客户简介

客户是智慧环卫机器人领域的研发型创新企业,主营户外场景自主清洁机器人研发与制造,业务覆盖全国主要城市公园、园区及市政道路

1.2 客户应用和痛点

客户在公园清洁机器人自动驾驶系统上需要使用高精度定位与航向角测量,此前主要面临:

  • 痛点一:

    使用普通GPS定位精度仅米级,机器人转弯偏差大,无法满足步道窄路面行驶要求

  • 痛点二:

    公园树荫遮挡严重,GPS信号间歇性丢失,导致机器人偏离路线或停滞

  • 痛点三:

    单天线方案在低速或静止时无法输出稳定航向角,转弯控制响应迟钝

我们为其提供 WTRTK-4GAC 厘米级高精度定位传感器,用于实现清洁机器人实时厘米级定位、双天线航向角定向及IMU姿态融合,支撑自动驾驶转向控制

1.3 项目当前阶段

客户已完成WTRTK-4GAC在公园实地的功能测试,双天线定向与IMU融合方案验证通过,正在进行算法优化与整车联调,预计近期推出量产产品。

1.4 预期用量

目前处于功能验证阶段,后续随清洁机器人量产规模持续增长。

二、客户使用详情

2.1 项目背景

客户为什么选择我们的传感器:客户研发的公园清洁机器人需要在窄幅步道、弯道、坡道等复杂路径上自主行驶,对定位精度和航向角稳定性要求高。此前使用普通GPS方案定位漂移严重,转弯时偏差可达1~2米,频繁触发安全停车。客户希望通过WTRTK-4GAC的双天线厘米级RTK定向+IMU融合方案,实现精准路径跟踪与平滑自动转向控制,降低人工干预率,提升清扫效率

2.2 是如何使用

使用环境

传感器安装在清洁机器人车顶中部,双天线分别部署于车头和车尾,间距约1.2米;工作环境为城市公园步道,存在树荫遮挡、弯道信号反射、路面颠簸振动等情况;针对树荫遮挡导致的GPS信号间歇丢失,通过WTRTK-4GAC内置IMU融合算法持续输出稳定角度信息,保证信号丢失期间航向角不跳变。

安装方式

采用水平安装,主天线(Master)在车尾、从天线(Slave)在车头,两天线连线与机器人前进方向一致;天线距离保持1米以上以确保0.1°航向角精度。

连接方式

通过 CAN 接口接入客户机器人主控系统;供电 24V DC(支持9V~36V宽压);CAN通讯波特率 250K

数据用途

采集的厘米级经纬度定位 + 双天线航向角 + IMU三轴姿态角数据被用于机器人路径跟踪算法与转向控制逻辑:实时位置偏差用于路径纠偏,航向角用于转弯角度计算,IMU姿态角用于坡道姿态补偿与倾斜报警以及在无GPS信号期间保证信号丢失期间航向角不跳变。

2.3 使用情况

评估项

实际表现

定位精度

RTK固定解状态下达到厘米级,满足步道窄路面行驶精度要求

航向角精度

双天线定向模式下达到 0.1°(天线间距≥1米),转弯控制响应平滑

信号丢失表现

树荫遮挡时IMU融合输出持续稳定,航向角无跳变、无漂移

4G传输稳定性

4G差分数据传输稳定,固定解获取时间约3分钟(晴天无遮挡环境)

2.4 问题反馈

项目测试过程中客户反馈4G天线在机器人车顶安装位置受限,偶尔出现网络信号波动影响固定解获取速度。我方技术团队建议将4G天线独立部署于车顶最高点无遮挡位置,并优化NTRIP配置参数,最终固定解获取时间稳定在3分钟以内。

三、维特智能方案特点

特点一:双天线厘米级RTK定向,静止即可输出航向角 精度 0.1°

WTRTK-4GAC采用双多频GNSS天线方案,通过主从天线基线解算直接获取航向角,克服了单天线方案需达到一定地速才能输出航向角的局限。天线间距≥1米时航向角精度达0.1°,满足清洁机器人在低速行驶和转弯场景下对航向角的精度要求,支撑精准转向控制。

特点二:内置高精度IMU,GPS信号丢失持续输出稳定角度 IMU融合

传感器集成高精度IMU模块,在GPS信号被树荫、建筑遮挡时,融合IMU数据持续输出稳定的定位与航向角信息,避免信号丢失导致的路径偏离或停车。同时IMU提供三轴姿态角数据,可用于坡道检测和倾斜安全判断,增强机器人在复杂地形下的适应能力。

特点三:4G远距离差分传输 + 三接口灵活接入 232/485/CAN

采用覆盖范围广的4G网络进行差分数据传输,无需自建基站即可获取厘米级定位服务。提供232(230400bps)、485(115200bps)、CAN(250K)三种接口,适配不同主控系统接入需求。支持云平台在线管理与固件升级,降低后期维护成本。供电电压9V~36V宽压设计,适配清洁机器人车载电池系统。

四、结语

维特智能 WTRTK-4GAC 在公园清洁机器人自动驾驶场景的成功落地,验证了双天线厘米级RTK定向 + IMU融合方案在户外复杂环境下的定位与转向控制价值。我们期待与更多智慧环卫与移动机器人客户合作,用可靠的产品与技术服务每一个真实场景。

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