自动驾驶传统上严重依赖激光雷达，因为它们简单易用。然而，LiDAR 存在一些局限性，例如前期成本高、分辨率低以及缺乏物体识别能力。随着特斯拉和约翰迪尔的仅使用摄像头的自动驾驶汽车最近取得的成功，潮流正在转变，摄像头即将接管。
IDTechEx 最近的研究，“机器人传感器 2023-2043：技术、市场和预测”，显示激光雷达在机器人行业的市场份额将从 24% 下降到 21%，而相机的市场份额预计在未来十年内将增长 3%。
LiDAR 设备和摄像头设备的市场份额 2022 年与 2032 年的对比。来源：IDTechEx - “ Sensors for Robotics 2023-2043: Technologies, Markets, and Forecasts”
IDTechEx 技术分析师 Yulin Wang 认为相机正在成为更受欢迎的选择对于移动机器人，它们比 LiDAR 有以下优势：
- 室内移动机器人不需要 3D LiDAR。与相机相比，LiDAR 的优势之一是它们不易受恶劣天气条件和有限能见度的影响。虽然这对于在不可预测的天气下工作的户外机器人来说是一个显着的好处，但对于室内移动机器人来说并不是很需要，因为它们从根本上设计用于在具有稳定人工照明的良好控制环境中工作。此外，与提供 3D 点云的 LiDAR 不同，相机可以同时捕获 3D 信息和颜色信息。这使机器人能够根据颜色和纹理识别和区分物体。3D信息捕捉能力为相机取代激光雷达铺平了道路。
- LiDAR 硬件的高成本鼓励最终用户采用替代技术。成本是放弃 LiDAR 的主要因素。LiDAR 传感器可能很昂贵，价格从几百美元到几千美元不等。相比之下，相机的价格要便宜得多，这使它们成为许多公司更容易获得的选择。这导致基于摄像头的系统得到更广泛的采用，因为它们现在对于较小的公司和初创企业（许多机器人原始设备制造商都是）更具成本效益。然而，尽管相机硬件（图像传感器）的成本很低，但由于软件和图像处理单元（如 GPU 和图像处理软件系统），相机的总拥有成本可能非常高。
- 尺寸和重量。与 LiDAR 相比，相机还具有更小的外形尺寸，使其更容易集成到移动机器人中。这允许更紧凑和更轻便的设计，这对于需要在狭窄空间或狭窄门口导航的机器人来说至关重要。此外，摄像头可以放置在机器人的多个位置，提供更广阔的视野并提高导航精度。
- 维护。与 LiDAR 相比，相机更易于校准和维护。LiDAR 需要仔细对齐以确保 3D 点云的准确性，并且随着时间的推移很难保持这种准确性。另一方面，相机通常是即插即用的，因此更易于使用和维护。
然而，尽管有上述优势，IDTechEx 最近的研究“机器人传感器 2023-2043：技术、市场和预测”也概述了阻碍相机采用的一些障碍。
- 软件和其他图像处理单元的高成本。虽然图像传感器的成本远低于 LiDAR，但相机的总拥有成本以及图像处理单元（软件和 GPU）可能导致高达几千美元的高总成本。此外，为了使相机以稳健的方式发挥作用，还需要可靠的机器视觉系统。与特斯拉和约翰迪尔不同，许多机器人原始设备制造商的现金流有限，这使得他们在开发机器视觉软件上投入过多资金变得保守。他们更愿意使用现有的 LiDAR 解决方案。
- 数据隐私。出于数据隐私方面的考虑，许多仓库所有者不愿将带有摄像头的移动机器人部署到他们的仓库中。最终用户缺乏兴趣减缓了相机在机器人中的采用。此外，由于数据隐私而缺乏从仓库收集的图像和数据，这也使得机器人原始设备制造商更难开发强大的机器视觉系统。
总之，室内移动机器人向基于摄像头的系统的转变反映了该领域不断变化的优先事项。随着成本的下降和技术的进步，摄像头正成为室内导航和测绘的一种更易于使用且更有效的解决方案。虽然 LiDAR 可能仍会在某些应用中占有一席之地，并且摄像头在短期内有自己的问题，但很明显，摄像头有望在未来几年成为室内移动机器人的主要传感器。
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