3D ToF能成为人形机器人的核心传感器吗？

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）随着人工智能与自动化技术的迅猛发展，机器人在工业、服务、医疗、物流等多个领域的应用日益广泛。为了实现更加智能和灵活的行为能力，机器人的“感知”能力成为关键。

其中，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）技术以其实时性强、结构简单、成本逐渐降低等优势，正在成为机器人视觉系统的重要组成部分，推动着机器人从规则控制，向实现感知、理解能力不断跃迁。

与传统的双目/单目视觉相比，3D ToF的环境适应性更强，在复杂光照条件下能够稳定工作，同时能获得距离数据，对于复杂场景的识别能力更强。

一方面，3D ToF可以在环境感知与避障方面应用，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相机能够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相机可识别货架之间的间隙、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上，服务型机器人可以利用3D ToF去获取用户的手势、动作等，实现手势识别、姿态跟踪等功能，比如用户可以利用手势来控制机器人，让其暂停或是完成制定任务。

具体到灵巧手的应用，3D ToF也可以辅助机器人识别物体形状，获得更精准的尺寸数据，帮助完成抓取动作。

目前，3D ToF已经在扫地机器人领域大规模应用，比如去年发布的石头V20扫地机器人就采用了3D ToF避障方案，这也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，这也证明了3D ToF的应用潜力。3D ToF不只是可以用于避障，还可以替代单线激光雷达完成扫图功能。

那么随着人形机器人产业的迅速发展，3D ToF也有望会成为其关键传感器之一。目前已经有多家厂商推出了面向机器人应用的3D ToF传感器

奥比中光推出的Femto系列ToF相机，部分产品就面向机器人领域。比如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，面相机器人、3D人体测量、智能安防、3D人脸识别等应用。

另外，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，能够提供双目结构光、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模块同样可以应用于机器人，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正在推动机器人迈向更加智能、灵活与自主的未来。