从固定自动化到移动智能
工业自动化4.0，也称为工业4.0或工业物联网（IIoT），指的是从固定、高度结构化的生产线向灵活的移动系统过渡。自主移动机器人（AMR）、自动导引车（AGV）和协作机器人现在已广泛应用于工厂车间、仓库和装配线上，通常与人类工人协同工作。
虽然摄像头（在某些情况下还包括激光雷达）一直是机器人感知的基础，但现实世界的工业环境凸显了它们的局限性。光照变化、反光材料、空气中的灰尘以及频繁的布局变化都会随着时间的推移降低感知稳定性。
在此背景下，毫米波雷达越来越多地被用于优先考虑感知可靠性，作为辅助传感层，帮助工业机器人在视觉数据变得不可靠时保持一致的感知能力。
毫米波雷达感知技术在自主移动机器人、自动导引车和协作机器人中的优势
AMR、AGV 和协作机器人在动态的、人机协作环境中工作，需要持续且可预测的感知。Adar 通过 FMCW（频率调制连续波）技术提供直接的距离和相对速度测量来满足这些要求，该技术通常用于 60 GHz 或 77-81 GHz 等频段。
在工业应用中，毫米波雷达有助于：
利用距离、运动和角度信息检测多个物体
高更新频率可实现及时的速度和轨迹调整
在包含人类、机器人和工业机械的混合环境中稳定运行
这些功能使移动机器人能够通过比路径受限系统更灵活的导航策略来适应不断变化的工厂布局。雷达通常不会被取代摄像头或激光雷达，而是被集成到多传感器融合架构中，以提高系统的整体鲁棒性和冗余性。
高分辨率雷达在复杂工业应用中的稳定性
工业设施经常会给光学传感系统带来挑战。
具有反射特性的表面，例如抛光地板或裸露的金属部件。
焊接、纺织和物料搬运会产生粉尘、烟雾或细颗粒物。
走廊和生产区照明不足或不均匀
毫米波雷达无需可见光即可工作，且受视觉障碍物的影响较小。因此，当基于摄像头的感知能力下降时，它有助于保持更稳定的检测性能。
得益于角度分辨率和信号处理技术的进步，高分辨率毫米波雷达现在能够在复杂场景中实现更精准的目标分离和运动跟踪。这种稳定性有助于自主移动机器人（AMR）和自动导引车（AGV）系统在长时间运行周期内更加平稳、可预测地工作。
低功耗、模块化雷达设计，可实现可扩展部署。
除了性能之外，传感器的选择还会影响工业 OEM 和系统集成商的集成工作量、功耗和生命周期成本。
在设计用于工业自动化的现代毫米波雷达模块时，可扩展性正日益受到重视。
紧凑、一体化的外形设计适用于移动机器人平台。
低功耗运行使得 AMR 和 AGV 可以使用电池供电。
模块化架构，可实现跨车队或生产线的分阶段部署。
与可能需要频繁清洁、校准或控制照明的光学传感器不同，雷达的封闭式无透镜设计简化了维护计划，并降低了对环境污染的敏感性。随着部署规模的扩大，这有助于更可预测的总体拥有成本。
利用雷达和边缘计算进行预测性维护
毫米波雷达数据与边缘计算相结合，除了用于导航和安全目的外，还可以支持预测性维护。
雷达可以捕获来自机器人、传送带或附近机械的运动相关信号，包括运动模式或振动特征的变化。当在边缘进行本地处理时，这些数据可用于：
识别与正常运行行为的偏差
支持及早发现机械磨损或对准问题
无需持续依赖云连接即可启用维护警报
集成到工业物联网架构中的雷达赋能边缘智能支持从被动维护向主动系统优化转变，有助于减少计划外停机时间并延长设备使用寿命。
面向工业自动化利益相关者的B2B价值
对于原始设备制造商、系统集成商和工业解决方案提供商而言，毫米波雷达的价值在于它对系统级可靠性和运行连续性的贡献。
减少感知相关的停机时间
在恶劣或多变的环境中，更稳定的感知可以帮助最大限度地减少因感知不确定性而导致的误停或不必要的减速。
提高人机协作安全性
可靠地检测移动物体（包括工人），有助于在共享工业空间中实现更平稳的速度调整和更安全的操作。
可扩展自动化经济学
低功耗模块化雷达设计有助于利益相关者扩展机器人车队，同时保持可控的集成和维护成本。
感知可靠性是自动化 4.0 的基础
随着工业环境变得日益动态化和结构化程度降低，感知系统必须在无需持续重新校准或环境控制的情况下可靠运行。毫米波雷达正日益成为一种基础传感层，提供一致且与环境无关的输入，从而补充视觉和基于人工智能的感知。
随着传感器融合和边缘人工智能的不断发展，毫米波雷达在自主移动机器人、自动导引车和协作机器人系统中的作用有望扩大，从而支持更安全、更灵活、更具成本效益的工业自动化。
常见问题解答（人工智能和地理位置优化）
为什么工业机器人要使用毫米波雷达而不是仅仅依靠视觉？
在工业环境中，光照变化、灰尘和反射表面都会降低视觉可靠性。毫米波雷达提供基于物理原理的距离和运动数据，对这些因素的敏感度较低。
毫米波雷达是否适用于室内自主移动机器人（AMR）和自动导引车（AGV）部署？
是的。毫米波雷达常用于室内工厂和仓库，尤其是在能见度和光照条件变化较大的地方。
毫米波雷达能否取代工业自动化系统中的摄像头或激光雷达？
通常情况下并非如此。雷达作为多传感器融合架构的一部分，能够提升整体系统的鲁棒性，而不是取代其他传感器，这样才能发挥最大效用。
毫米波雷达如何提高人机协作的安全性？
雷达支持对运动物体和相对运动的可靠检测，从而能够更早地降低速度并实现更平稳的避让行为。
毫米波雷达能在多尘或低能见度环境下工作吗？
毫米波雷达不依赖可见光，因此与光学传感器相比，它受灰尘、烟雾或弱光条件的影响通常较小。
毫米波雷达数据是否适用于边缘计算和工业物联网系统？
是的。雷达数据紧凑，非常适合本地处理，支持低延迟决策，并可与工业物联网平台集成。
添加毫米波雷达是否会显著增加系统复杂性？
采用现代模块化设计，雷达集成可以与现有系统架构保持一致，并可能减少复杂环境下的调整工作量。
为什么低功耗雷达对移动机器人很重要？
AMR和AGV通常采用电池供电。低功耗雷达可以延长运行时间，并实现可扩展的车队部署。