1   工業自動化正從“執行”到“自主”

工業自動化正經歷一場重要變革，機器人和機械設備正從能夠執行高精度、重復任務的全自動設備，逐步演變為能夠自主反應并適應環境變化和新輸入的智能自主化機器。隨著工業自動化技術向自主化不斷發展，機器能夠準確、可靠、安全地感知其周圍環境以有效執行任務變得至關重要。

在邁向機器人自主化的進程中，各類工業/協作機器人及移動機器人（AMR/AGV）都需要具備多種感知方式，以便與人類共同協作并適應環境變化。同樣，末端執行器與機械臂末端工具（EoAT）也在增強工業/協作機器人的能力，使其具備更強的感知能力和更出色的執行能力（如壓力和力的檢測），從而實現更高帶寬和更低延遲的連接。

增強感測方式包括視覺傳感、慣性和加速度/力的感測、雷達、聲學和觸覺傳感，以及傳感器融合能力。主要挑戰包括：

●   每個傳感器都能實現所期望的精度

●   實現多類型傳感器高度同步地數據采集

●   低延遲數據處理

2   ADI的解決方案與優勢

ADI公司能夠將深度感測（ToF, 飛行時間）技術與連接解決方案（如 TSN 以太網、GMSL^TM 和 Gigaspeed 隔離）相結合，應用于機器人、智能機械設備和數字工廠等領域。

“憑借涵蓋工廠車間連接、控制和感知等領域的多項技術解決方案，ADI在工業自動化行業中一直保持領先地位?！盇DI機器人與工業視覺產品線總監Maurizio Granato稱。此外，ADI 擁有專門的行業應用專家團隊，能夠運用 ADI 的最佳技術組合，革新并解決關鍵終端應用中最復雜的挑戰。

ADI機器人與工業視覺產品線總監Maurizio Granato

ADI工業視覺技術部總監Erik Barnes進行了舉例說明。一個典型的例子是：ADI的3D視覺技術能夠在寬動態范圍內提供毫米級深度精度，使固定機器人和移動機器人等機械設備能夠以所需的自主性水平執行導航、識別和定位任務。

以與人類并肩工作的協作機器人（co-bot）為例，ADI的 3D飛行時間（ToF）模塊、慣性測量單元（IMU）和激光雷達（LiDAR）技術能夠使機器人系統進行實時感知。通過傳感器融合，可確保機器人對周圍環境產生更多感知，并使移動機器人能夠在動態變化環境中安全地理解周圍環境和人類同事并與之互動，能夠讓操作更加高效，工廠車間更安全。

具體到ToF應用，需要根據應用場景的不同選擇適合的方案，這一過程可能會比較復雜，且開發周期可能較長，此外還需要應對與系統設計、集成以及熱管理相關的挑戰。針對這些挑戰，ADI不僅提供高性能的傳感器，還提供帶有深度處理芯片和算法支持的子系統級解決方案，幫助客戶將ToF技術快速集成至其產品中。此外，ADI的模塊化產品策略，如將深度處理與系統級整合相結合，提供了開箱即用的解決方案，簡化了客戶的開發流程，降低了開發難度和成本。

ADI工業視覺技術部總監Erik Barnes

ADI率先推出了一百萬像素（1MP）的ToF深度傳感模塊，采用獨特的多頻、多相調制方案，使其能在4.5 m的探測范圍內實現溫度穩定條件下誤差不超過±5 mm的超高精度。這顯著提升了工業視覺系統和工業相機的性能，將靜態的二維交互提升為沉浸式的三維體驗，該技術現已應用于包括工業自動化、機器人視覺、增強現實（AR）和體積檢測等在內的多個領域。

此外，ADI的深度圖像信號處理器（ISP）提供了一個專用的數字計算引擎，能夠將感知模塊的原始數據轉換為3D深度信息，同時保持最低功耗和最小延遲，有效減輕主應用處理器的計算負荷。該深度ISP采用硬件加速和內部存儲器，能夠在最大幀率下實現超高效率，同時簡化平臺集成以及系統主機對傳感器的控制。

ADI不僅在3D視覺傳感技術方面表現出色，在視頻數據傳輸領域也擁有關鍵創新技術。ADI的千兆位多媒體串行鏈路(GMSL)是一種性價比高、簡單且可擴展的SerDes技術，最初為基于汽車攝像頭和顯示屏的應用（包括自動駕駛、信息娛樂、安全和監控）提供可靠的高分辨率數字視頻傳輸而設計。利用這些洞見，ADI已經將GMSL的成熟功能擴展到需要高帶寬和低延遲的數字視頻連接技術的新興應用市場，包括工業、消費、醫療健康和儀器儀表市場等。

（本文來源于《EEPW》202412）