2023-2043 年机器人传感器：技术、市场和预测

按传感器类型和应用对机器人中使用的传感器进行技术和市场评估。移动机器人、无人机、工业机械臂、协作机器人和服务机器人。传感器类型包括力/扭矩、接近度、摄像头、激光雷达等

机器人本质上是具有自主性的机器。为了实现其自主性，需要一套传感器来满足不同任务的要求，例如自主导航、物体检测、近距离感应等。传感器已广泛应用于许多行业，由于技术准备程度的提高，各种传感器的成本在过去几年中逐渐下降，从而使得它们在机器人技术领域得到更广泛的应用。机器人作为高度集成的机器，包含许多传感器，从光学编码器和电流传感器到惯性测量单元、摄像头、激光雷达等。

根据所收集的数据，传感器可分为两个主要类别：本体感受传感器和外部感受传感器。本体感受传感器收集内部数据，例如速度、扭矩和位置。这些传感器通常用于机器人控制。相反，外部感受传感器收集外部数据（周围环境）并感知环境参数，例如障碍物的距离、施加在机器人上的外力以及许多其他输入。触觉传感器、视觉传感器（摄像头）和接近传感器（例如激光雷达、雷达、超声波传感器、立体摄像头等）是外部感受传感器的几个典型示例。随着机器人的普及和对“智能”机器人的需求不断增长，IDTechEx 得出结论，机器人传感器将在未来二十年内经历快速增长。 IDTechEx 的最新报告《机器人传感器：技术、市场和预测 2023-2043》深入研究了九种常见传感器、九种机器人和 29 种应用，深入分析了关键的支持技术、参与者和市场，并进行了详细预测，显示了未来 20 年的市场规模和销售量趋势。

导航和测绘传感器

得益于自动驾驶技术的发展，自主移动在过去十年中获得了显著的发展势头。作为机器人自主性的最重要因素之一，自主移动使机器人能够在最少的人工监督下独立移动，并完成物流、配送、除草和播种、测绘和勘探等许多任务。自主移动包括两个步骤：测绘和导航。机器人首先需要绘制环境地图以构建由点云组成的模型并规划移动轨迹/路径，然后遵循拟议的轨迹并使用导航传感器进行定位。这两个步骤都需要传感器进行物体检测、导航和从周围环境中收集数据。在实践中，根据工作环境的不同，不同的导航和测绘传感器通常会一起使用，并实施传感器融合算法来处理来自不同传感器（传感模态）的数据。典型的导航和测绘传感器包括激光雷达、雷达、摄像头、GPS/GNSS 和超声波传感器（1D 和 3D）。下表比较了其中一些传感器的优缺点，更深入的技术分析可以在 IDTechEx 的报告《机器人传感器：技术、市场和预测 2023-2043》中找到。

碰撞和接近传感器

除了自主移动之外，安全始终是任何机器人的首要任务，尤其是随着人机交互 (HRI) 的增加和任务的复杂性。IDTechEx 认为，法规预计将变得越来越严格，以确保 HRI 的高安全水平。为了使机器人符合安全要求，机器人需要能够感知机器人和人类操作员之间的碰撞和距离。当人类操作员/物体接近时，机器人需要减速或停止。为了实现这一点，通常使用碰撞检测和接近传感器。

随着传感器技术的进步，碰撞检测和接近检测之间的界限已经变得模糊。碰撞检测和接近检测之间的根本区别在于物体与传感器/机器人之间的距离。从技术角度来看，接近传感器通常基于五种检测原理中的一种或多种，即光反射、飞行时间、三角测量、电容和超声波。下图比较了几种商用传感器的不同检测原理，概述了每种检测方法的响应时间和最大感应范围。这里的总体趋势是，机器人最终用户希望传感器具有快速响应、最大感应范围大和占地面积小的特点。然而，根据某些应用，一些因素可能会受到影响。例如，用于物流或物料搬运的室内自主移动机器人可能不需要像室外移动机器人那样大的感应范围。

概括

IDTechEx 通过对 29 种机器人应用中的传感器进行分析，得出结论认为市场将非常迅速地增长。鉴于机器人和自动化机器的市场规模巨大，IDTechEx 认为传感器的市场规模将在 20 年内增长 20 倍并超过 800 亿美元。每种机器人和传感器类别都有不同的需求和市场增长。庞大的市场规模和快速增长代表着大量的机会，这些机会在《机器人传感器：技术、市场和预测 2023-2043》报告中进行了详细分析。