電子發燒友網報道（文/李寧遠）在科技水平日新月異的發展下，機器人已經在眾多行業里擔當起得力助手一職。不論是工業產線上的生產、消費領域的服務，還是日常生活中的陪伴，機器人正在承擔更多的任務扮演更重要的角色。

為了讓機器人能夠高效、安全地完成任務，感知避障環節顯得尤為關鍵。其實應用在傳統的機器人里傳感器的種類與數量已經不少，壓力、溫度、速度等等方面都少不了傳感器提供的關鍵數據。隨著機器人的升級換代，機器人感知避障的能力越來越重要。

實現機器人自主感知與避障

機器人的避障功能是建立在能感知周圍環境基礎之上，感知后經過數據處理分析體現為機器人在自主移動時能夠感知和規避障礙物的能力。這一功能的完善與否直接關系到機器人的操作效率和安全性。一個具備高效避障功能的機器人，可以在沒有人為干預的情況下，自如地在各種環境中穿行，不僅大幅提升了工作效率，同時也顯著降低了因碰撞而可能導致的損傷和故障，保障了機器人的長壽命運作。

以工業領域為例，機器人避障是有很多方案的，包括并不限于這個超聲波避障、紅外避障、激光避障、視覺避障等等。眾所周知超聲波和紅外方案，整體的成本比較低，所以在工業機器人上面應用得也比較多。

超聲波避障對于固體障礙物以及透明表面有很好的識別性，即便是在充滿煙霧的環境中，超聲波仍然能很好地檢測環境中的物體。紅外技術的感測響應快，成本也很低，現在已經能夠做到有效區分開檢測信號與干擾信號，非線性以及對目標反射率依賴的缺點也比以前有很大進步。

雷達技術作為性價比高的感知手段，在探測、跟蹤、定位功能上已經足夠成熟并且適用性極廣，在機器人中同樣應用得很多。在機器人應用中，一般以中遠程雷達更為常見。現在毫米波雷達傳感也在機器人感知避障中應用起來。這種感知受環境條件影響較小，在室外移動和黑燈自動化工廠的機器人應用中，效果明顯。

此外其高精度和高分辨率能對檢測物體做出更密集的點云檢測，收集到的點信息密度可提供高保真度，這種清晰的避障數據收集對于移動機器人避障來說是非常重要的決策依據，足夠可靠的數據也保證了機器人自主性的提升。

應用于機器人避障的激光芯片

激光避障，在機器人領域應用得非常多，雖然成本會稍微略高，但是它可以實現更精準、更一致的避障效果，可以給系統提供更高的識別度和更好的一致性。不論是邊發射激光EEL還是垂直腔面發射激光芯片VCSEL都有很多應用。

EEL在高功率密度、高脈沖功率上相比之下更具優勢，這種光源技術在環境光下也很穩定，溫漂稍差。VCSEL在環境光下也很穩定，溫漂更穩定，還有特點是功率擴展性很高，可以做不同功率級別的器件，此外它的光束質量相對EEL會更高。

激光技術給感知避障設計帶來了很高的附加值，激光技術更加均勻的光斑讓圖像質量更高；極窄的光譜帶寬讓其在環境光下更加穩定，溫漂更小；高溫下更穩定的特性，適配更多應用場景的設計；高速接換的帶寬提供了更高的設計上限，能支持高頻調試，最典型的就是ToF方面的應用。

在激光雷達眾多技術路線中，每個光源都有它合適的應用場景，除了要考慮激光雷達的特性與基礎要求，還要從用戶需求出發，首先要考慮的是不同機器人需要什么樣的激光雷達，還有掃描方式從機械旋轉到MEMS再到全固態的考量。

小結

機器人的感知避障能力是核心競爭力，這里面感知、定位、繪圖、導航、識別、避障等每個功能都離不開精準的環境數據收集。眾多傳感器件為機器人系統提供了盡可能詳盡的環境數據，在未來這些傳感還會進一步融合，并配合ML推理實現深度的環境分析，機器人也將會達到實時感知周圍任何目標的智能程度。