面向嚴苛戶外機器人應用的精巧智慧運算,專為持續不中斷運作而打造
應用於戶外巡檢與場域巡邏的自主四足機器人,必須同時具備進階感知、智慧決策與精準運動控制能力。這類系統需要整合 RGB-D 相機、LiDAR 與 IMU 等多感測器資料,並在高低不平、難以預測的地形中,即時協調低延遲、多關節的腿部運動控制,確保穩定行走與自主作業。
為實現上述能力,開發者必須建立分工明確、緊密協作的系統架構:負責 AI 視覺與感測器融合的感知層、負責運動控制與現場 I/O 的確定性控制層,以及能承受粉塵、震動與寬溫變化的強固硬體基礎,同時支援 24/7 全天候連續運行。
對於一家專注於能源、化工與重工業等高風險環境的自主四足巡檢機器人系統整合商而言,這些挑戰在緊迫的部署時程與嚴格的可靠性要求下更顯複雜。開發團隊需要一套能加速系統整合、在真實戶外環境中穩定運作,並可隨著工作負載演進而擴充運算能力的架構,同時避免因系統重新設計而產生高昂成本。
透過與凌華合作,並導入專為機器人應用打造的雙運算架構,該開發團隊以 DLAP-211-Orin 處理 AI 感知任務,搭配 SBC35-RPL 與 SBC-FM 負責確定性控制與模組化 I/O,成功建立精巧且強固的運算基礎。此架構有效降低系統複雜度、縮短開發週期,並支援可靠的戶外部署。
挑戰:可靠性、整合速度與確定性控制
隨著四足機器人開發逐步邁向量產與實際部署,團隊面臨多項關鍵任務挑戰:
嚴苛環境中的 24/7 連續運作
機器人必須在戶外長時間連續運作,並能承受粉塵、震動與寬溫環境,不因過熱降頻、系統不穩或非預期停機而影響任務執行。
在 AI 效能與即時控制之間取得平衡
高效能 AI 推論需支援視覺工作負載,但不能干擾具確定性要求的運動控制。若採用單一集中式運算系統,可能導致資源競爭,進而在運動執行過程中產生延遲、抖動或系統不穩定。
嚴格的空間與佈線限制
四足機器人的軀幹與腿部空間有限,因此需要精巧的運算節點、強固連接器與高度整合的 I/O 設計,以簡化佈線、組裝與長期維護。
快速整合多樣化周邊裝置
系統需順暢整合 RGB-D 相機、LiDAR、IMU、彈性運動控制介面(EtherCAT 或 CAN)、SBus 遙控介面與維修服務介面,同時避免仰賴脆弱的轉接器或協定轉換器。
若無法有效解決這些挑戰,將可能導致部署時程延誤、因仰賴人工巡檢而增加營運成本,並在快速發展的機器人市場中失去競爭優勢。
凌華科技:打造可靠且可擴充機器人系統的共同開發夥伴
專為 24/7 戶外任務打造,提供值得信賴的工業級可靠性
凌華嵌入式運算平台從設計初期即以嚴苛環境中的連續運作為核心。透過寬溫支援、強固連接器與工業級元件,所選解決方案可提供戶外巡檢長期部署所需的穩定性。
此可靠性有助於確保可預期的系統運作、降低維護負擔,並讓開發者在遠端或關鍵任務巡檢場域部署機器人時更具信心。
雙運算架構,實現分散式且任務最佳化的工作負載配置
凌華並非將所有工作負載集中在單一系統上,而是協助客戶建構分散式、任務最佳化的架構,清楚劃分不同運算責任:
- DLAP-211-Orin(NVIDIA® Jetson Orin™ NX) 負責 AI 感知與視覺推論,支援:
- 透過 USB 3.0 連接 RGB-D 相機
- 透過 Gigabit Ethernet 連接 LiDAR
- SBC35-RPL(英特爾)® 核心™) + SBC-FM(AFM 模組化 I/O) 負責確定性運動控制與現場 I/O,包含但不限於:
- 透過 EtherCAT 或 CAN 支援彈性運動控制
- 透過 USB2-TTL 連接 IMU
- 透過 SBus 支援遙控操作
- 支援雙 Gigabit Ethernet、PCIe、USB 與 DI/DO 連接
兩套系統透過 Gigabit Ethernet 交換感知結果與控制指令,確保工作負載清楚隔離、即時行為可預測,並簡化系統驗證流程。
此架構讓每個處理器都能在最適合的任務中發揮最佳效能,避免彼此干擾,同時簡化除錯、驗證與後續升級。開發者亦可保有架構彈性,例如獨立擴充 AI 節點、加入備援運算以提升容錯能力,或導入額外邊緣節點進行感測器前處理,而不需改動既有控制骨幹。

模組化 I/O,降低佈線複雜度並加速系統 Bring-Up
凌華 SBC-FM Adaptive Function Module 在系統整合中扮演關鍵角色。透過將多樣化 I/O 整合至精巧且客製化的模組中,此解決方案可省去不穩定的 USB 轉接器,並大幅降低機器人內部佈線複雜度。
主要優勢包括:
- 依據機器人機構配置客製更清楚的 Pin-out 設計
- 加速系統 Bring-Up 與驗證流程
- 透過直接且工業級的介面提升長期可靠性
此模組化 I/O 策略協助客戶將開發週期縮短約 30%,讓系統能更快從原型設計邁向實際部署。
工程專業支援,協助專案時程穩定推進
凌華提供的價值不僅止於硬體交付。凌華工程團隊在開發過程中與客戶緊密合作,提供:
- 電路圖設計審查
- BIOS 客製化
- 恆溫箱測試
- 整合階段的現場技術支援
這種共同開發模式有效排除常見整合瓶頸、降低專案風險,並確保平台不只在實驗室可行,更能滿足真實場域的運作需求。
在有限空間與功耗下實現高效能運算
對四足機器人而言,每一立方公分空間與每一瓦功耗都至關重要。凌華精巧型 SBC35-RPL 採 3.5 吋規格設計,在有限空間內提供強大的邊緣運算效能,同時具備低功耗與無風扇運作選項。
另一方面, DLAP-211-Orin 則為感知工作負載提供可擴充的 AI 效能。隨著 AI 模型持續演進,或視覺應用需求不斷提升,開發者可升級 DLAP SKU,而不需變更控制或 I/O 架構。這不僅能保護既有軟體投資,也有助於維持系統產品藍圖,延長產品生命週期。
為戶外機器人創新者打造的部署藍圖
此專案展現機器人開發者如何在追求快速上市的同時,打造強固、可擴充,且能真正落地部署的系統。
主要優勢包括:
- 以雙運算架構分別支援 AI 與確定性控制
- 乾淨、模組化的 I/O 整合 SBC-FM
- 提供適用戶外環境的 24/7 工業級可靠性
- 透過實作導向的共同開發支援加速開發進程
- 在不重新設計系統的前提下擴充 AI 效能
從原型到巡檢部署,與專為機器人打造的夥伴並肩前行
無論是打造四足巡檢機器人、自主檢測平台,或下一代戶外機器人系統,凌華嵌入式運算解決方案皆可提供從概念驗證邁向連續運作所需的效能、可靠性與彈性。
透過凌華雙運算架構、模組化 I/O 與深度工程協作,機器人創新者能更專注於最重要的目標:將智慧機器安全、可靠且自主地部署至真實世界中運作。
立即透過凌華嵌入式運算解決方案,加速您的下一個機器人部署專案。