机器人“进化论”：技术迭代推动智能升级 | 星科技•芯片半导体

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在新冠疫情、人口老龄化加剧、技术进步及政策支持等多种因素驱动下，服务机器人的价值被进一步挖掘，行业快速迈过市场教育阶段，进入发展黄金期，未来，服务机器人的应用边界将进一步拓展。而在近几年，基于AI等各类新技术的日趋成熟以及机器人使用场景的不断丰富，机器人核心技术进一步迭代升级。

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服务机器人应用场景逐步拓展

根据浙商证券《“机器人+”系列:机器人研究框架》，全球机器人市场规模2024年有望达到660亿美元，国内机器人2024年有望达到251亿美元市场规模。其中，服务机器人市场规模稳定增长。据中国电子学会数据，预计全球服务机器人市场规模将在2024年增长至290亿美元。（IFR、中国电子学会数据）

36氪《2022年中国服务机器人行业研究报告》显示，经过多年发展，我国已经实现了服务机器人全产业链布局，并拥有完整的产业生态体系。据统计，近三年来中国服务机器人相关企业数量增长296%，已经超过10万家。大量企业涌入，一场服务机器人的产业发展浪潮正在袭来。根据赛迪数据，我国服务机器人市场规模有望在2023年达到751.8亿元人民币。

当前，服务机器人领域的主流玩家已实现万台级的落地部署量，部分服务机器人产品在使用场景上已经日趋成熟和稳定。在这一趋势下，服务机器人行业的竞争焦点也由单一技术竞赛转变为对产品落地和良性商业模式的追求。一方面，经过市场验证的产品应用能够有利推动商业模式成熟和商业闭环构建；另一方面，只有依靠规模化落地应用和健康现金流，企业才能实现良性增长。

随着服务机器人智能化、个性化水平快速提升，其应用领域也在不断扩展。目前，具备引导接待、配送、消杀等功能的商用服务机器人已经在博物馆、美术馆、展厅、酒店、餐厅、写字楼、学校、工业园区等室内外场景实现规模化落地应用。

同时，陪伴、清洁等家用机器人渗透率也在稳步提升。此外，手术机器人和医疗康复机器人因存在较高技术壁垒，开放道路无人配送机器人因政策和技术成熟度限制，这几类服务机器人目前落地应用有限，但是发展前景未来可期。

随着应用场景更加多元和复杂，服务机器人已经不局限于从事替代人工的基础作业范畴，而是深入参与到下游应用企业的数智化转型浪潮中，或者与家庭及公共场景的硬件设备进行联通与整合，共同构成智慧家居及产业数字化的一部分，推动整个社会向智能化生产和生活方式演进。

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机器人核心技术不断精进

为适应更复杂、更多变的动态作业环境，移动机器人始终朝着更高柔性、更高精度和更强适应性的方向发展，其定位导航技术和环境感知技术不断更迭。另一方面，移动机器人的形态越来越丰富，其对调度的要求也越来越高。

此外，随着移动机器人在各行各业的应用，其部署效率和质量日渐成为业界关心的焦点，移动机器人机器人仿真技术正围绕灵活性和真实性不断精进。

物流技术与应用认为，近几年，基于AI等各类新技术的日趋成熟以及移动机器人使用场景的不断丰富，移动机器人技术进一步迭代升级。移动机器人核心技术包括环境感知、定位导航，控制、协同、通信、调度、任务分配等本体软硬件和系统层面的技术。

1、定位导航和环境感知技术

实现移动机器人的自主移动，需要根据多种传感器识别各种复杂的环境信息，如道路边界、地面情况、障碍物等。移动机器人通过对环境的感知确定行进方向中的可达/不可达区域，确定自身在环境中的相对位置，并对动态障碍物的运动进行预判，从而为局部路径规划提供依据。

根据移动机器人掌握环境信息的程度不同，可分为两种类型：一个是基于环境信息已知的全局路径规划，即机器人定位导航技术；另一个是基于传感器信息的局部路径规划，即机器人环境感知技术。

2、多机器人调度技术

随着移动机器人在各行各业的应用，机器人的形态越来越丰富，对调度的要求也越来越高。从单一形态的机器人调度到多形态机器人混合调度，需要空间保护、路径规划、多导航统一调度、多任务类型分配、多充电方式、多设备协议统一接入、多设备协同控制等方面的技术支撑。

3、移动机器人仿真技术

仿真可以提前预估运输效率、机器人出勤率、道路仓储容量等，避免部署完机器人后反复修改现场方案，造成人力和物力的浪费，可大大提高项目部署效益。

仿真软件的核心发展要求，可概括为真实性和灵活性。市面上的仿真软件有很多，功能强大，可仿真对象多样。但是对于移动机器人仿真，特别是多移动机器人的混合调度仿真，在路径规划，任务分配的仿真上缺少复杂算法支持，同时各个厂家都有各自的调度算法，通过这些软件无法真实反映调度效率的情况，因此各个移动机器人厂家都会开发自己的仿真软件。

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线激光避障，

助力机器人精准避障

伴随着技术的不断革新及功能的不断完善，扫地机器人与我们生活的联系变得日益紧密，越来越多的人依靠它们“解放双手”，从繁琐的家务劳动中抽离出来。

扫地机器人运行过程中的避障反应和避障处理方式是影响扫地机器人实际使用的重要部分，目前的处理方式都是局部反应、局部控制，难以实现全方位的灵活处理。

扫地机器人实际上是一个小型的自动驾驶系统，为了让扫地机器人能变得更智能，研发人员研发出规划式扫地机器人。规划式扫地机器人主要可分为惯性导航、激光导航和视觉导航。目前行业内前沿的避障技术主要是激光雷达避障、3D结构光避障、3D TOF避障、单/双目视觉避障、线激光避障。

避障技术示意

其中，线激光应用在扫地机器人上，可帮助机器人实现低矮障碍物的精准探测和识别，能探测细小障碍物，结合先进的导航与避障算法，实现远超于视觉技术的避障效果。线激光抗环境光干扰能力更强，当环境光变暗时，相机里的物体基本看不清楚，而基于红外光的避障技术可以理解为扫地机器人一直带着补光灯，由于波长原因，这个光人肉眼看不到。

线激光类似于集束模式的手电筒，光射出去，打出来一条线，利用机器的移动来绘制一个面。而面阵TOF的红外光类似于散射模式的手电筒，光散射出去，打出来一个面阵；所以在功率相近的条件下，线激光的红外光强度更大，更不容易受到强光的干扰。机器里使用的红外光，并不是像手电筒这样连续的频率，频率越高，在相同单位时间内获取更多的信息，从而更精准地避让。

TOF、线激光模拟示意

室内机器人避障技术对比

在此背景下，驭光科技于2020年-2022年推出线激光避障模组，主流已量产产品808 68度LD/Vcsel一字线避障模组、808/850nm 120 vcsel一字线避障模组，目前产能可达到2万pcs/M，已为国内主流扫地机器人终端厂商进行配套服务，助力扫地机更加精准、人性化避障。

产品规格及光效图实拍

驭光VCSEL产品实拍

该产品尺寸可根据客户灵活定制；完整的可靠性测试，保证产品性能；一字线的定制开发，保证更高的均匀性；光角度可灵活定制；结构组装效率高，单线量产能力30K/月；有结构工艺发明专利。

随着扫地机器人市场快速扩张，国内头部品牌将AI视觉识别、dToF导航、3D结构光、双线激光等技术成功应用于扫地机器人，将扫地机器人行业的技术整体向前推进了一大步。而驭光科技也依托自身在3D行业深耕多年的发展优势，必将为中国扫地机器人的发展贡献力量，实现真正的科技改变生活。

参考来源

https://mp.weixin.qq.com/s/GA1Iy80-AaVRHMrcdG8jYg

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1756587383119900447&wfr=spider&for=pc

https://mp.weixin.qq.com/s/9vruRoV73WaVLrXGgPA75w

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