趨勢觀點

台灣移動型機器人技術突圍:光達感知器成關鍵

來達科技技術長 文彪博士

移動型機器人仰賴三大技術支柱:「感知」、「人工智慧」與「執行」。其中,「感知」技術尤為關鍵。

前言

全球移動型機器人技術正迅速演進。無人機、多足、輪式與人形機器人憑藉「即時感知」、「自主導航」與「高機動性任務執行」三大核心能力,已成為工業巡檢、智慧製造與物流配送等場域的關鍵支柱,並逐步拓展至崎嶇地形與高風險環境中的國防與災害搜救任務,市場規模預期將迎來爆發式成長。台灣廠商積極布局移動型機器人系統,涵蓋控制器、感測器、致動器、機器視覺、工業電腦與機械手臂等關鍵零組件,展現完整供應鏈優勢。在系統整合方面,台灣具備強勁成長潛力。工研院指出,智慧工業機器人正朝向模組化、輕量化、高精度與快速部署發展,特別契合中小企業「少量多樣」的生產模式,展現高度彈性與技術韌性。在全球技術浪潮中,台灣正以感測器與系統整合優勢,積極搶占移動型耭器人市場先機。

移動型機器人仰賴三大技術支柱:「感知」、「人工智慧」與「執行」。其中,「感知」技術尤為關鍵,常見感知器包括全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、攝影機(camera)、慣性測量單元(Inertial Measurement Unit,IMU)、雷達(Radar)與光達。感知技術中光達技術相較其他感知器,它以精準測距能力達到測繪及避障新技術。來達科技專注於開發高可靠性的感知器融合方案,具備汽車、工業、商業與軍事等多元應用潛力。公司技術核心採用客製化鏡頭與次世代單光子雪崩二極體(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)探測器,有效提升偵測範圍與解析度,並於出廠前進行精密校準,支援AI模型高準度辨識目標類別、距離與動態參數,全面滿足感知器融合需求。

台灣技術優勢與全球機器人產業動能

移動型機器人市場規模如表1所示,台灣在雷射二極體、感測器、晶片、光學鏡頭模組、PCB代工與精密機械等領域具備堅實技術基礎。2025年,來達科技與工研院資通所合作開發的移動型機器人專用光達模組已進入樣機階段,彰顯台灣在感測器研發與場域整合的技術厚度。

表1 移動型機器人全球市場規模

應用場域 機器人類型與功能
工業巡檢

• 工研院預估全球工業機器人市場將從2025年的455億美元成長至2030年的1,200億美元,CAGR達21.4%[1]。
• 無人機與多足機器人可執行電塔與橋樑裂縫檢測,提升效率與安全性。

智慧製造

• 市場預估從2024年的3,212億美元成長至2033年的1兆1,583億美元,CAGR達13.7%[2]。
• 無人機可執行倉儲盤點,AGV自動搬運物料,人形機器人則進行精密組裝與擬人化操作。

物流配送 • 市場預估從2024年的106億美元成長至2034年的436億美元,CAGR達15.2%[3]。
• 無人機適用偏鄉與災區運輸,多足機器人可於樓梯與狹窄空間靈活配送。
國防安全 • 台灣2025年國防預算預估達8,010億元新台幣,占GDP逾3%,年增率達53.9%。軍用無人機市場將從54億元成長至2030年的693億元,CAGR高達67%[4]。
• 無人機具備高空偵察、電子作戰與精準打擊能力;多足機器人穩定性高,適合地雷探測與救援任務;人形機器人則可於建築物內部執行偵察與特種任務,強化人機協同作戰效能。
災害搜救 • 全球災害搜救機器人市場2024年已達275.6億美元,預估至2037年將突破3,180.3億美元,CAGR超過20.7%[5]。
• 無人機與多足、人形機器人可執行勘災、搜救與物資投送任務。

來達科技:自主光達模組的領航者

成立於2019年,來達科技總部設於新竹科學園區,專注於開發高可靠性的感知器融合方案,具備汽車、工業、商業與軍事等多元應用潛力。公司技術核心採用客製化鏡頭與次世代單光子雪崩二極體探測器,有效提升偵測範圍與解析度,並於出廠前進行精密校準,支援AI模型高準度辨識目標類別、距離與動態參數,全面滿足感知器融合需求。

光達運作原理與資料輸出:光達透過發射近紅外脈衝雷射,並搭配轉鏡掃描(見圖1),進行環境二維(x,y)掃描。系統藉由測量雷射脈衝發射與接收之間的時間差(飛行時間,Time of Flight,TOF),可精準計算物體距離(z),進而建立三維空間資訊(x,y,z),輸出為點雲資料(Point Cloud)見圖2,點雲資料可依應用需求進行不同方式的著色處理:強度著色(Intensity-based)、距離著色(Distance-based)(見圖2(b)~(c)),協助機器人理解周遭環境並進行導航、避障與環境建模的關鍵基礎。

圖1 光達運作原理與資料輸出

圖2 (a)攝影機影像(b)強度(Intensity-based)點雲

圖2 (c)距離(Distance-based)點雲

公司在2022至2024年間獲得經濟部A+計畫支持,攜手法人單位共同研發符合車規的微機電光達,推進自駕車技術落地。2025年推出自研標準模組的閃光型與機械光達產品(見圖3)支援快速部署與場域測試。其中前者採用無動件設計,具備更佳的抗振性與穩定性。同時採以客製化設計服務,依據客戶場景需求,提供鏡頭配置、感知融合、演算法整合等客製化方案協助客戶進行場域測試與系統部署。除此之外與法人單位、系統整合商進行技術授權與合作開發,推動車規、軍工應用與智慧製造場域落地。

圖3 標準模組之閃光型與機械光達產品

來達核心競爭力亮點:光達鏡頭模組配置與應用彈性支援多款低失真鏡頭,涵蓋 FOV 6.6˚、25˚、61˚、94˚至 120˚(見圖4a),可依場景需求靈活配置,提升系統適應性與應用廣度。在感知器採用新一代日本製單光子雪崩二極管(SPAD)陣列,提供 192×56 與 520×35 像素配置(見圖4b),其光子偵測效率(PDE)大於20%,有效提升光達系統的測距性能。該 SPAD 元件具備量產能力與品質保證,並由穩定供應商提供,確保模組技術可靠性與供應鏈安全。

圖4 (a)不同低失真鏡頭模組的光達

圖4 (b)520線點雲圖

來達科技提供光達具有光達-攝影機整合方案之新穎性(見圖5(a)所示),最大特色在於出廠前即完成精密校準,有效簡化AI感知器融合流程,提升系統整合效率與準確性,解決市面多數感知融合系統中,因光達與攝影機採分離安裝見圖5(b)所導致後續校準與融合流程繁瑣。該整合方案可生成RGB點雲,將攝影機影像中的色彩資訊映射至光達點雲,使每個點具備真實色彩,強化視覺辨識與環境理解能力見圖6,圖中所示為攝影機影像(b)及其對應的RGB著色點雲(a),充分展現融合感知的成果與應用潛力。

圖5(a) 光達與攝像頭整合                  圖5(b) 光達-攝像頭分離

圖6 光達-攝影機融合的進階成果-RGB點雲

傳統AI演算法多應用於相機影像,建立二維邊界框並標註物體類別與身分編號。整合光達、攝影機與慣性測量單元(IMU),進一步支援三維邊界框建構,見圖7,即時感測器融合:即時標註物體的空間座標(x,y,z)、強度、色彩(RGB)、類別、ID、速度與方向,大幅提升環境感知的精度與完整性。

圖7 即時人工智慧已識別物體

此融合技術亦支援同時定位與地圖構建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)於動態場域中的精準導航與空間重建。此類AI感測器融合技術可部署於NVIDIA Orin平台,並支援SLAM見圖8(a)(b),有助於在實時變化環境中實現高精度定位與導航,廣泛適用於自駕車、機器人與智慧工廠等場景。

圖8 (a)側視圖                                          圖8(b)鳥瞰圖

來達科技×工研院|打造新世代移動型機器人光達模組

專為移動型機器人(機器狗)設計的光達模組 CMS-H7 已進入樣機開發階段,具備 360° 水平全景視野。模組搭配客製化鏡頭,經光學模擬驗證可達 94° 低失真視角見圖9(a),整體視場範圍涵蓋 水平 360° 與垂直約 187°見圖9(b)。該模組能在室內與戶外環境中提供高精度點雲成像見圖9(c)、(d),有效支援全方位空間感知能力。

圖9(a) 光學模擬視野為94˚ 圖9(b) 垂直視場於187˚

圖9(c) 室內點雲成像

圖9(d) 戶外點雲成像

CMS-H7光達模組之兩大技術亮點:高解析度和高點雲效能。高解析度感測能力採用192線SPAD接收器,具備高靈敏度與精準度。模組擁有187°垂直視場與0.49°垂直解析度,搭配0.45°水平解析度與方型結構設計,有利於感知器融合與演算法開發。另外,系統每秒可輸出高達153萬筆點雲資料,支援高精度三維建模。接收模組設於中心點,有效降低雜散光干擾。在100k Lux強光環境下,可偵測30公尺遠、反射率10%的物體,展現優異抗干擾能力。適用於短距離監控場景,可部署於無人機底部、機器狗前後方及人形機器人胸部、背部與頭部位置(圖10a~c),具備高度安裝彈性,為智慧機器人與移動載具提供高效能感知解決方案。

圖10(a) 安裝無人機的底部

圖10(b)安裝機器狗的前面和後面

圖10(c)安裝人形機器人的不同位置

展望2030:台灣本土光達有望打入亞太區移動型機器人供應鏈

光達技術已成為移動型機器人感知系統的核心,作為台灣本土自主研發光達製造商,未來三至五年持續投入高精度SPAD陣列、鏡頭模組與融合演算法研發,提升模組角解析度與距離。在產品擴展我們推出更多適用於人形機器人、無人機與多足平台的光達模組,涵蓋短距離與中長距離應用。同時AI平台整合,強化與邊緣運算平台合作,推動智慧感知系統商品化。

參考文獻

[1] 工研院產科國際所刊登於經濟部產業技術司「科技新知」專欄(2024年5月22日)Available at: https://www.moea.gov.tw/MNS/doit/industrytech/IndustryTech.aspx?menu_id=13545&it_id=536
[2] Value Market Research 《Global Industrial Robotics Market Research Report(2025–2033)》Available at: https://www.gii.tw/report/vmr1732725-global-industrial-robotics-market-research-report.html
[3] Market.us 《Industrial Robotics Market Size, Share, Growth Report (2024–2034)》,Available at: https://market.us/report/industrial-robotics-market/
[4] 鉅亨網研報(2025/04/06)Available at: https://news.cnyes.com/news/id/5920954
[5] MarketResearch.biz 《Global Disaster Rescue Robots Market Report (2024–2037)》,Available at: https://marketresearch.biz/reports/