激光雷達是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達係統。從(cong) 工作原理上講，與(yu) 微波雷達沒有根本的區別：向目標發射探測信號(激光束)，然後將接收到的從(cong) 目標反射回來的信號(目標回波)與(yu) 發射信號進行比較，作適當處理後，就可獲得目標的有關(guan) 信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數，從(cong) 而對飛機、導彈等目標進行探測、跟蹤和識別。

　　根據掃描機構的不同，激光測距雷達有2D和3D兩(liang) 種。它們(men) 大部分都是靠一個(ge) 旋轉的反射鏡將激光發射出去並通過測量發射光和從(cong) 物體(ti) 表麵反射光之間的時間差來測距。3D激光測距雷達的反射鏡還附加一定範圍內(nei) 俯仰以達到麵掃描的效果。它們(men) 都是直接測距方法。同3D激光測距雷達相比，2D激光測距雷達隻在一個(ge) 平麵上掃描，結構簡單，測距速度快、係統穩定可靠。目前2D激光測距雷達主要在室內(nei) 的移動機器人上應用較多，因為(wei) 在室內(nei) 的結構化環境下，地麵平坦，所有障礙物又都垂直於(yu) 地麵，因此機器人隻要能在平行於(yu) 地麵的平麵上獲取環境信息便己經足夠導航的需要。很多室內(nei) 移動機器人的應用，如環境的地圖生成，機器人的自定位，避障等等的研究都是基於(yu) 2D激光測距雷達的。但是，將2D激光測距雷達用於(yu) 越野環境下的障礙物檢測有相當的難度。由於(yu) 越野地形複雜，高低不平，由此會(hui) 引起車體(ti) 行駛時的劇烈顛簸。而2D激光測距雷達隻能是單線掃描，因此不可避免的會(hui) 引起比較嚴(yan) 重的障礙物的漏檢和虛報現象。

　　環境感知是移動機器人研究的關(guan) 鍵技術之一。機器人周圍的環境信息可以用來導航、避障和執行特定的任務。獲取這些信息的傳(chuan) 感器既需要足夠大的視場來覆蓋整個(ge) 工作區，又需要較高的采集速率以保證在運動的環境中能夠提供實時的信息。

　　近年來，激光雷達在移動機器人導航中的應用日益增多。這主要是由於(yu) 基於(yu) 激光的距離測量技術具有很多優(you) 點，特別是其具有較高的精度。通過二維或三維地掃描激光束或光平麵，激光雷達能夠以較高的頻率提供大量的、準確的距離信息。激光雷達與(yu) 其它距離傳(chuan) 感器相比，能夠同時考慮精度要求和速度要求，這一點特別適用於(yu) 移動機器人領域。此外，激光雷達不僅(jin) 可以在有環境光的情況下工作，也可以在黑暗中工作，而且在黑暗中測量效果更好。

　　根據國際機器人聯合會(hui) (IFR)的統計報告，工業(ye) 機器人2013年全球銷售量約17.9萬(wan) 台，需求達到了曆史最高點，同比增長12%;其中，在中國銷售量約3.7萬(wan) 台，銷售量全球排名第一，同比增長60%。中國成為(wei) 最大的機器人消費國。據Allied市場研究公司最新報告，全球工業(ye) 機器人市場從(cong) 2013年到2020年期間將以5.4%的複合年增長率發展，到2020年其銷售額將達到411.7億(yi) 美元。

　　近來，機器人技術的研究和應用已從(cong) 工業(ye) 領域快速擴展到航空航天、國防軍(jun) 事、國家安全、醫療康複、社會(hui) 服務等其他領域。

　　2013年，麥肯錫全球研究所發布的《引領全球經濟變革的顛覆性技術》報告中，將先進機器人列入物聯網、雲(yun) 技術、下一代基因技術、3D打印、新材料、可再生能源等12項顛覆性技術中的第5項。預計到2025年，機器人每年將為(wei) 全球帶來1.7至4.5萬(wan) 億(yi) 美元的經濟規模。

　　作為(wei) 衡量一個(ge) 國家科技創新和高端製造業(ye) 水平的重要標誌，機器人產(chan) 業(ye) 發展越來越受到世界各國的高度關(guan) 注，主要經濟體(ti) 紛紛將發展機器人產(chan) 業(ye) 上升為(wei) 國家戰略，並以此作為(wei) 保持和重獲製造業(ye) 競爭(zheng) 優(you) 勢的重要手段。

　　視覺係統作為(wei) 機器人係統的重要組成單元，其扮演著“眼睛”的作用。激光雷達技術以其獨特優(you) 勢，在機器人視覺係統中運用越來越普遍。

　　1、美軍(jun) 阿特拉斯人形機器人腦袋裝激光測距儀(yi)

　　由波士頓動力公司為(wei) 美軍(jun) 研製的世界最先進人形機器人“阿特拉斯”(希臘神話中的大力神)日前亮相，這一機器人將來或許能像人一樣在危險環境下進行救援工作。

　　“阿特拉斯”身高1.9米，體(ti) 重150千克，由頭部、軀幹和四肢組成，像人類一樣用雙腿直立行走，令人聯想起科幻電影中的“終結者”。它的腦袋包括立體(ti) 照相機和一個(ge) 激光測距儀(yi) 。它的“雙眼”是兩(liang) 個(ge) 立體(ti) 感應器，有兩(liang) 隻靈巧的手，還能在實時遙控下穿越比較複雜的地形。它動力來至設置在一個(ge) 場外的電源上。有7個(ge) 工作組，他們(men) 正在研製自己的Atlas機器人並於(yu) 2013年12月份裝入程序，測試將於(yu) 弗羅裏達Homestead Miami Speedway 進行。

　　波士頓動力公司發布在網上的最新視頻展示了“阿特拉斯”的能力。比如，它在傳(chuan) 送帶上大步前進時，能躲開傳(chuan) 送帶上突然出現的木板;它從(cong) 高處跳下時能穩穩落地，還能兩(liang) 腿分開從(cong) 陷阱兩(liang) 邊走過，然後跑上樓梯;它能單腿站立，被從(cong) 側(ce) 麵襲來的球撞擊後不會(hui) 摔倒……

　　美國國防部高級研究項目局項目經理吉爾·普拉特說，該機構希望“阿特拉斯”在災難的惡劣環境中也能行動自如，比如能開門、爬樓梯和移動等，也希望它能使用從(cong) 螺絲(si) 刀到救火車之類的工具，還希望新手不經培訓也能輕鬆使用這種機器人。

　　這款機器人被稱為(wei) 是迄今為(wei) 止最先進的人形機器人之一，它將主要為(wei) 軍(jun) 隊以及一些研究機構所用。

　　為(wei) 了更好地開發“阿特拉斯”的能力，美國國防部高級研究項目局資助舉(ju) 辦了一個(ge) 為(wei) 其開發應用軟件的挑戰賽，目前已有美國航天局噴氣推進實驗室等機構的7支隊伍脫穎而出，並將於(yu) 2014年12月進行決(jue) 賽。決(jue) 賽中，在模擬場景裏用機器人救援表現最棒的隊伍將獲得200萬(wan) 美元大獎。

　　2、穀歌投資機器人服務員 裝備激光傳(chuan) 感器

　　9月21日，在美國加州庫比蒂諾的雅樂(le) 軒酒店裏，一個(ge) 機器人在大廳裏“走動”，為(wei) 有需要的房間送去夜宵和牙刷。

　　這個(ge) 機器人的外形類似於(yu) 《星球大戰》中的R2D2，但它的名字叫Botlr，是加州聖羅莎的初創公司Savioke研製的原型設備。該公司於(yu) 一年前啟動了這個(ge) 項目，希望為(wei) 酒店工作人員減輕日常工作的負擔。今年早些時候，Savioke獲得了穀歌(微博)公司的投資。

　　Botlr是一個(ge) 全自動的機器人仆人。在給它編程時，工程師使用了一張詳盡的酒店地圖，其中包含每一條走廊、每一部電梯和每一件客房的位置。為(wei) 了在大廳中找到方向，該設備采用了一種特殊的激光傳(chuan) 感器，名為(wei) 激光雷達(lidar，穀歌無人駕駛汽車也采用了相同的導航技術)。Botlr還搭載了攝像頭，以防撞到路人或者其他障礙。

　　如果有客人打電話到酒店前台，要求送一些東(dong) 西到自己的房間，那麽(me) 酒店員工僅(jin) 需按幾個(ge) 按鍵，就可以設置好這個(ge) 機器人，讓它自動送貨上門了。

　　Botlr可以利用酒店的WiFi係統呼叫電梯，然後登上電梯，前往特定的樓層。在這個(ge) 過程中，Botlr不需要按電梯按鈕。

　　目前Botlr處於(yu) 試運行階段，每周在庫比蒂諾的雅樂(le) 軒酒店工作四天。 Savioke公司計劃明年讓其他一些酒店也開始試用Botlr。該公司希望把Botlr作為(wei) 一種服務來銷售，向酒店收取月租費，其中也包括Botlr的維護費用。

　　要使用這種機器人，酒店需要進行一些改裝。比方說，庫珀蒂諾的雅樂(le) 軒酒店就采用了一套新的WiFi係統，Botlr機器人可以檢測到並使用這套係統，以便打開電梯門，並選擇它需要去的樓層。#p#分頁標題#e#

　　Savioke公司首席執行官史蒂夫-考辛斯(Steve Cousins)表示，這種機器人還可以在餐館、醫院和老年護理中心派上用場。

　　實際上，像Aethon、inTouch Health和iRobot(它研製的家用清潔機器人Roomba很受歡迎)等機器人技術公司，已經在為(wei) 數以百計的醫院提供機器人了。這些機器人可以把藥物和幹淨床單和送到病房裏。所以在醫療領域，Savioke將會(hui) 遇到相對激烈的競爭(zheng) 。

　　作為(wei) 未來全球最大的機器人市場，我國智能機器人行業(ye) 已經步入黃金發展期，備受市場關(guan) 注。工業(ye) 機器人2013年全球銷售量約17.9萬(wan) 台，需求達到了曆史最高點，同比增長12%;其中，在中國銷售量約3.7萬(wan) 台，銷售量全球排名第一，同比增長60%。中國成為(wei) 最大的機器人消費國。目前，主要經濟體(ti) 紛紛將發展機器人產(chan) 業(ye) 上升為(wei) 國家戰略，並以此作為(wei) 保持和重獲製造業(ye) 競爭(zheng) 優(you) 勢的重要手段。隨著我國智能機器人行業(ye) 高速增長，政府推出的產(chan) 業(ye) 政策、扶持資金也在同步增加。而激光雷達、激光視覺係統也將搭乘“機器人東(dong) 風”得到更進一步發展!