近年來,光達(LiDAR)技術快速進步,正成為機器人與自主系統邁向高精度感知與安全運作的關鍵核心。從汽車自動駕駛到工業自動化,光達技術不僅提供更全面的環境感知能力,也讓自動行動機器人(AMR)在複雜環境中能更靈活、可靠地導航。
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| 光達使 AMR 能更全面理解周遭環境。 |
根據德州儀器的資料顯示,在過去,機器人主要依賴攝影機作為「眼睛」,但僅靠影像辨識往往難以精準測距。光達透過光學飛時測距(ToF)原理,能以極高的速度掃描周遭,建立三維甚至四維的點雲模型,準確判斷距離與形狀,並即時辨識障礙物。
在汽車產業中,光達、雷達與攝影機的「感測器融合」技術已成為確保行車安全的基礎,而同樣的理念正在被引入機器人領域,使 AMR 能更全面理解周遭環境。
目前市場上的光達主要分為汽車用與工業用兩大類。前者強調高通道數與全景掃描能力,後者則以輕量、低功耗為特色,更易於整合至機器人系統中。
工業光達可生成二維或單維距離量測,應用範圍涵蓋倉儲物流、自動搬運車(AGV)、智慧工廠監控,甚至延伸至交通與城市基礎設施監控。
當 AMR 在戶外或人行道上行駛時,面臨的障礙可能包括行人、自行車、垃圾桶或臨時移動物體。光達具備高解析度與即時回應特性,能快速偵測動態變化,例如一顆滾動的球體或突然進入路徑的行人,並即時進行避障判斷。
與攝影機相比,光達不受光線、陰影或天氣條件影響,即使在夜間或雨霧環境中也能維持穩定性能,大幅提升機器人在極端條件下的可靠性。
為了讓光達模組更適應機器人應用,業界持續在光學設計與訊號鏈上創新。例如結合雷射驅動器(TI的LMH13000)與轉阻放大器(TIA),可在保持低功耗的同時提供高速脈衝輸出,延伸測距範圍約 30%,並維持眼部安全。這些高效能電路設計使光達系統能更快速生成精確的距離資訊,強化機器人的即時決策與反應速度。