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从单点到3D:激光传感的技术演进路线——你的项目,真的需要3D吗?
发布:褚建民时间:2026-02-25

技术没有高下,只有适配与否

在智能工厂、无人驾驶、机器人等领域,“激光雷达”“3D点云”“SLAM建图”等词汇层出不穷。但与此同时,单点激光测距传感器仍在大量使用。

这不禁让人疑惑:“3D不是更先进吗?为什么AGV还在用单点?起重机不用3D扫描仪?”

答案是:技术没有高下,只有适配与否

今天,我们就沿着 单点 → 线扫 → 2D → 3D 的演进路径,解析每一代激光传感技术的核心价值、适用边界与成本逻辑,并为您推荐Siman西曼传感对应场景的

成熟产品。


一、第一代:单点测距(1D)——工业自动化的“老黄牛”

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✅ 核心能力

  • 输出单一距离值(如:前方5.23米)

  • 技术路线:ToF、相位式、三角法

🔧 典型应用

  • 料位检测

  • AGV定高/避障

  • 起重机限位

  • 传送带物体存在检测

💡 优势

  • 成本低(¥300-1500)

  • 响应快(可达2kHz)

  • 功耗低、体积小

  • 抗干扰强(窄视场,不易受杂散光影响)

📌 本质:解决“有没有”“多远”的问题,而非“长什么样”。


【西曼推荐产品】单点激光测距传感器系列

长条图

产品系列量程精度特点适用场景
SDA系列0.03~70m±1mmiToF技术,IP65,RS485/4~20mA/开关量堆垛机定位、行车防撞
SDB系列0.05~1500m±10cm~1%dToF,高速响应,粉尘算法可选料位、港口、钢厂
SDC系列0.03~100m±1mmiToF,30Hz高速,IP65自动导引车、输送车定位
SDF系列0.05~4m±5mm微型化(43×29×15.5mm),1kHz高频机器人避障、仓储定位
微型模组系列0.02~1500m最高±1mm超小体积(最小12×7.5mm),UART/IIC无人机、扫地机器人、手持设备

西曼传感提供从工业级到消费级的全系列单点测距产品,满足不同成本与性能需求。


二、第二代:线激光 + 单点阵列 —— 从“点”到“线”的跨越

OIP-C

✅ 核心能力

  • 通过柱面镜将激光扩为一条线,配合PSD或CMOS传感器,获取一维轮廓

  • 输出:几十到几百个点的距离数据(形成“线轮廓”)

🔧 典型应用

  • 电池极片厚度检测

  • 轮胎胎面花纹深度测量

  • 传送带上物体高度/宽度计算

💡 优势

  • 比单点信息量大

  • 比2D LiDAR成本低

  • 适合规则物体尺寸检测

⚠️ 局限:仅能获取截面信息,无法感知整体形状。


【西曼推荐产品】线激光轮廓传感器

SDG系列激光位移传感器

  • 量程:25~600mm(多种规格)

  • 重复精度:5μm(微米级!)

  • 输出:RS485/4~20mA/PNP/NPN,模拟电压0~5V

  • 特点:CMOS影像传感器+独特算法,支持多台并联

  • 应用:厚度测量、形变检测、截面轮廓分析

SDG系列是工业高精度测量的理想选择,尤其适合电池、电子、半导体等领域的微米级检测。


三、第三代:2D激光雷达(LiDAR)——移动机器人的“眼睛”

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✅ 核心能力

  • 通过旋转或MEMS微振镜,实现360°平面扫描

  • 输出:每圈数百至数千个点,形成2D点云地图

🔧 典型应用

  • AGV/AMR SLAM导航

  • 服务机器人避障

  • 安防区域入侵检测

💡 优势

  • 可构建环境地图

  • 支持动态障碍物跟踪

  • 成熟算法生态(ROS、Cartographer等)

📌 关键认知:2D LiDAR仍是“平面感知”,无法识别台阶、坑洞、悬空障碍(如桌底横梁)。


【西曼推荐产品】2D激光雷达

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SSA-25 2D LiDAR

  • 扫描角度:360°

  • 测量距离:0.1~25m(基于反射率)

  • 扫描频率:1~25Hz可调

  • 角分辨率:0.25°@10Hz

  • 防护等级:IP67

  • 输出:角度、距离、信号强度

  • 应用:机器人导航、安全监测、智能物流

SSA-25具备工业级IP67防护,适用于恶劣环境下的SLAM建图和避障,点云密度最高14.4K点/秒。


四、第四代:3D激光感知 —— 从“平面”走向“空间”

3D方案并非单一技术,而是多种路径并行:

技术原理特点代表应用
机械旋转式3D LiDAR多线激光垂直堆叠+水平旋转点云密度高,成本高(¥1万+)无人驾驶、高精测绘
固态LiDAR(Flash/OPA)面阵发射+接收,无运动部件体积小、寿命长,探测距离较短机器人、AGV局部3D避障
ToF深度相机面阵SPAD传感器+调制光分辨率高(QVGA),易受强光干扰手势识别、物流体积测量
结构光投影编码图案+三角计算近距离精度高(<1m)3D人脸识别、工业抓取

💡 3D的核心价值

  • 感知高度、悬空、复杂几何体

  • 实现精准抓取、体积计算、姿态估计

⚠️ 代价:成本高、数据量大、算法复杂、功耗高


【西曼推荐产品】3D激光雷达

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360°激光3D扫描雷达OW1

  • 水平视场:360°,垂直视场:50°(-5°~+45°)

  • 测距能力:0.1~70m(40m@10%反射率)

  • 线数:48线,角分辨率:水平0.36°/垂直1.04°

  • 点频:48万点/秒(单回波),96万点/秒(双回波)

  • 防护等级:IP67 & IP6K9K

  • 输出:距离、角度、反射率,UDP协议

  • 应用:无人驾驶、安防、港口自动化、大型SLAM

这款3D雷达以高线数、大视场、高防护等级,为室外复杂环境提供实时三维感知能力。


五、选型逻辑:不是“越3D越好”,而是“刚刚好才最优”

项目需求推荐技术西曼推荐产品
“前方有没有障碍?”单点ToFSDF系列微型模组 / SDD-05
“托盘高度是否一致?”线激光轮廓仪SDG系列位移传感器
“AGV在仓库自主导航”2D LiDARSSA-25 2D雷达
“机械臂抓取不规则包裹”3D ToF相机3D扫描雷达 / 定制方案
“港口岸桥防撞”单点长距激光SDB系列(最远1500m)

📊 数据参考:

  • 单点传感器年出货量 > 500万台

  • 2D LiDAR > 50万台

  • 3D LiDAR < 10万台

绝大多数工业场景,仍由单点和2D主导


六、未来趋势:融合感知 + 智能边缘化

1. 多传感器融合

  • 单点激光 + IMU → 提升动态精度

  • 2D LiDAR + 深度相机 → 补全3D信息

2. 边缘智能

  • 传感器内置AI芯片,直接输出“有障碍”“物体类型”等语义信息,而非原始点云

3. 成本下探

  • 国产3D ToF模组已降至¥800以内,2D LiDAR进入¥2000区间

4. 专用化设计

  • 针对AGV、叉车、电池检测等场景的垂直优化传感器将成主流

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