日本情報通信研究機構成功研发IR-UWB技术助力自主移动机器人简易自主导航系统
2025年6月17日，日本情報通信研究機構（NICT）发布公告，宣布成功开发了一种基于脉冲型超宽带无线（IR-UWB）技术的系统，能够让自主移动机器人（AMR）更简单便捷地实现自主导航。这项技术的突破有望大幅降低AMR的部署和维护成本，加速其在各种场景的应用。
什么是自主移动机器人（AMR）？
自主移动机器人（AMR）是指能够感知周围环境，并根据环境变化自主规划路径、完成任务的机器人。与传统的自动导引车（AGV）需要预设轨道或标志不同，AMR更加灵活，可以适应动态变化的环境。AMR广泛应用于物流仓储、制造业、医疗保健等领域，执行物料搬运、巡逻检查、消毒清洁等任务。
IR-UWB技术：自主导航的新利器
传统的AMR导航通常依赖于激光雷达（LiDAR）、视觉传感器（摄像头）或其他复杂的定位系统。这些系统存在成本高昂、部署复杂、容易受到光照和环境干扰等问题。而此次NICT开发的系统，则利用了脉冲型超宽带无线（IR-UWB）技术，解决了这些难题。
IR-UWB技术的优势：
- 高精度定位: IR-UWB利用极短的脉冲信号进行无线通信，可以精确测量信号的到达时间（Time of Arrival, TOA），从而实现高精度的定位。
- 抗干扰能力强: 由于其超宽的带宽，IR-UWB信号不易受到窄带干扰的影响，在复杂的工业环境中也能稳定工作。
- 成本效益高: 与激光雷达等传感器相比，IR-UWB芯片的成本相对较低，有助于降低整体系统成本。
- 简易部署: 由于不需要预设轨道或复杂的环境建模，基于IR-UWB的导航系统部署更加便捷。
NICT开发的IR-UWB自主导航系统：
NICT开发的系统利用IR-UWB技术，通过以下方式实现AMR的自主导航：
- 环境定位: 在环境中部署若干个IR-UWB基站（Anchor），这些基站可以发射和接收IR-UWB信号。
- 机器人定位: AMR自身配备IR-UWB标签（Tag），可以与基站进行信号交互，实时计算自身的位置。
- 路径规划: 系统根据AMR的位置信息和目标位置，结合环境地图，自动规划最优路径。
- 运动控制: 系统将规划好的路径指令发送给AMR的运动控制系统，驱动AMR按照规划的路径移动。
该系统的创新点和优势：
- 简化部署流程: 该系统无需复杂的环境建模和预设轨道，仅需少量IR-UWB基站即可实现高精度定位，大大简化了部署流程。
- 降低成本: IR-UWB芯片成本较低，且无需昂贵的激光雷达等传感器，可以显著降低AMR的整体成本。
- 提高灵活性: AMR可以根据环境变化自主规划路径，无需人工干预，提高了AMR的灵活性和适应性。
- 提升可靠性: IR-UWB技术抗干扰能力强，保证了系统在复杂工业环境中的稳定性和可靠性。
应用前景：
这项技术的成功研发，将为AMR的应用带来巨大的推动力：
- 物流仓储: 可以实现更高效、更智能的物料搬运和分拣，降低物流成本，提高运营效率。
- 制造业: 可以实现生产线的自动化改造，提高生产效率，降低人工成本。
- 医疗保健: 可以执行药品配送、标本运输、消毒清洁等任务，减轻医护人员的工作负担。
- 安防巡逻: 可以实现自动化的安防巡逻和监控，提高安全性。
总结：
NICT开发的基于IR-UWB技术的自主导航系统，为AMR的普及和应用提供了一种更简单、更经济、更可靠的解决方案。随着技术的不断发展和完善，IR-UWB有望成为AMR导航的主流技术之一，推动各行各业的智能化转型。 这项技术的成功研发，也体现了日本在无线通信技术领域的领先地位和创新能力。
インパルス型超広帯域無線（IR-UWB）を用いて 自律走行ロボット（AMR）を簡便に自律走行させるシステムの開発に成功
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