3D ToF能否成为人形机器人核心传感器？

电子发烧友网报道（文 / 梁浩斌）在人工智能与自动化技术飞速发展的当下，机器人在工业、服务、医疗、物流等众多领域的应用愈发广泛。而要实现更智能、灵活的行为能力，机器人的“感知”能力至关重要。

三维感知技术是机器人感知系统的核心支撑技术之一。近年来，3D ToF（Time of Flight，飞行时间）技术凭借其实时性强、结构简单、成本逐渐降低等优势，正成为机器人视觉系统的重要组成部分，推动机器人从规则控制向具备感知、理解能力不断迈进。

与传统的双目 / 单目视觉相比，3D ToF 环境适应性更强，能在复杂光照条件下稳定工作，还可获得距离数据，对复杂场景的识别能力更出色。

一方面，3D ToF 可应用于环境感知与避障。在机器人自主导航系统中，准确构建环境地图并实现动态避障是基础能力。3D ToF 相机能实时捕捉周围环境的深度信息，生成点云数据，帮助机器人识别障碍物的形状、距离和相对位置。

例如在仓库场景中，ToF 相机可识别货架间的间隙、堆叠高度，甚至悬空障碍，提升避障和路径规划的精度与安全性。

在人机交互和姿态识别方面，服务型机器人可利用 3D ToF 获取用户的手势、动作等，实现手势识别、姿态跟踪等功能。比如用户可用手势控制机器人暂停或完成指定任务。

在灵巧手应用中，3D ToF 能辅助机器人识别物体形状，获取更精准的尺寸数据，助力完成抓取动作。

目前，3D ToF 已在扫地机器人领域大规模应用。如去年发布的石头 V20 扫地机器人采用了 3D ToF 避障方案，它是当时市面上唯一使用 3D ToF 同时完成避障 + 定位导航的扫地机器人，这证明了 3D ToF 的应用潜力。3D ToF 不仅可用于避障，还能替代单线激光雷达完成扫图功能。

随着人形机器人产业的快速发展，3D ToF 有望成为其关键传感器之一。目前已有多家厂商推出面向机器人应用的 3D ToF 传感器。

奥比中光推出的 Femto 系列 ToF 相机，部分产品面向机器人领域。如 Femto W 是基于 iToF 成像技术的高性能 3D 相机，可在 0.2m - 2.5m 深度范围内提供高精度的红外及深度图像、高质量的 RGB 图像和六轴 IMU 数据，适用于机器人、3D 人体测量、智能安防、3D 人脸识别等应用。

此外，奥比中光已与天工、智元机器人、优必选、追觅、云迹科技、擎朗智能、普渡科技、高仙机器人、LionsBot、斯坦德等机器人厂商达成合作，能提供双目结构光、单目结构光、激光雷达、iToF 等全领域技术方案。

炬佑智能今年推出的 Thunderbird 高性能 VGA ToF 模块也可应用于机器人。该传感器支持 670*488 分辨率，FOV 为 90 °（H）*70 °（V），采用短脉冲 ToF 架构实现高解像度和快速感知，可实现高达 120fps 的高帧率感知。

3D ToF 技术正逐步成为机器人的“眼睛”，赋予其看清世界的能力。从环境建图到交互感知，从物体操作到自我定位，ToF 正推动机器人迈向更智能、灵活与自主的未来。

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