多傳感器融合技術(shù)之所以成為現(xiàn)代智能系統(tǒng)（尤其是依賴環(huán)境感知與精準(zhǔn)決策的復(fù)雜系統(tǒng)）的核心支撐，核心根源在于單一傳感器受自身物理特性、感知范圍、環(huán)境適應(yīng)性等限制，無法獨(dú)立滿足復(fù)雜場(chǎng)景下對(duì)感知精度、可靠性、全面性及時(shí)序一致性的嚴(yán)苛要求，而通過多類型、多視角傳感器的協(xié)同工作與數(shù)據(jù)融合，能夠彌補(bǔ)單一傳感器的固有缺陷，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的感知效果，為后端決策與控制提供更全面、精準(zhǔn)、穩(wěn)健的信息支撐，這一必要性需從單一傳感器的局限性、復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的多元需求、多傳感器融合的核心優(yōu)勢(shì)及技術(shù)落地價(jià)值等層面深入剖析。從單一傳感器的固有局限性來看，不同類型傳感器（如視覺相機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、紅外傳感器、慣性測(cè)量單元IMU等）在感知原理、性能特點(diǎn)及適用場(chǎng)景上存在顯著差異，且均存在難以規(guī)避的短板：視覺相機(jī)（如CMOS圖像傳感器組成的相機(jī)）擅長(zhǎng)捕捉環(huán)境紋理、色彩等語義信息，能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別、場(chǎng)景理解，但受光照條件影響極大，在強(qiáng)光、逆光、低光照環(huán)境下感知精度大幅下降，且無法直接獲取目標(biāo)的三維距離信息，易受陰影、遮擋干擾；激光雷達(dá)能精準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo)三維坐標(biāo)、距離及輪廓信息，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，但成本較高，點(diǎn)云數(shù)據(jù)語義信息匱乏，在雨霧、沙塵等惡劣天氣下測(cè)距精度會(huì)受影響；毫米波雷達(dá)穿透能力強(qiáng)，能有效檢測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的速度、距離，受天氣影響小，但分辨率較低，難以區(qū)分靜止目標(biāo)細(xì)節(jié)；紅外傳感器擅長(zhǎng)在低光照、夜間環(huán)境下檢測(cè)目標(biāo)，不受光照干擾，但易受環(huán)境溫度、目標(biāo)發(fā)熱特性影響，空間定位精度較低；IMU能實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)的姿態(tài)、加速度等運(yùn)動(dòng)信息，響應(yīng)速度快，但存在累積誤差，長(zhǎng)期工作精度會(huì)持續(xù)下降。即使是同一類型的多相機(jī)系統(tǒng)，單一相機(jī)也無法實(shí)現(xiàn)全視角覆蓋，且受溫漂、遮擋等因素影響，難以保證復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定感知。這些局限性決定了單一傳感器無法應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，難以同時(shí)滿足“全場(chǎng)景適應(yīng)、高精度感知、多維度信息獲取”的需求。復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的多元需求進(jìn)一步凸顯了多傳感器融合的必要性，以自動(dòng)駕駛、工業(yè)智能檢測(cè)、機(jī)器人自主導(dǎo)航、智能安防等典型場(chǎng)景為例：在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，系統(tǒng)需實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地感知周圍環(huán)境中的車輛、行人、非機(jī)動(dòng)車、障礙物、交通標(biāo)識(shí)等目標(biāo)，同時(shí)獲取自身姿態(tài)、行駛速度及道路環(huán)境信息，需應(yīng)對(duì)晴天、雨天、霧天、夜間等不同天氣條件及城市道路、高速公路、鄉(xiāng)村道路等不同路況，單一傳感器根本無法兼顧所有場(chǎng)景的感知需求——例如視覺相機(jī)在夜間易失效，激光雷達(dá)在雨霧天測(cè)距精度下降，毫米波雷達(dá)難以區(qū)分交通標(biāo)識(shí)，只有通過多傳感器融合，才能實(shí)現(xiàn)全天候、全路況的穩(wěn)定感知，為路徑規(guī)劃、決策控制提供可靠依據(jù)；在工業(yè)智能檢測(cè)場(chǎng)景中，需對(duì)工件的尺寸、外觀缺陷、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等進(jìn)行全方位檢測(cè)，單一視覺相機(jī)難以檢測(cè)工件內(nèi)部缺陷，單一激光雷達(dá)難以識(shí)別表面細(xì)微劃痕，需結(jié)合視覺、激光、超聲、紅外等多傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件多維度、全方位的精準(zhǔn)檢測(cè)，確保產(chǎn)品質(zhì)量；在機(jī)器人自主導(dǎo)航場(chǎng)景中，機(jī)器人需在室內(nèi)外復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)定位、避障、路徑規(guī)劃，需應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物、地形變化、光照突變等情況，單一傳感器無法同時(shí)滿足定位精度、避障及時(shí)性、環(huán)境適應(yīng)性的要求，需融合視覺、激光、IMU、GPS等多傳感器數(shù)據(jù)，提升導(dǎo)航的穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性；在智能安防場(chǎng)景中，需實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)域的全方位覆蓋、目標(biāo)精準(zhǔn)識(shí)別與軌跡追蹤，應(yīng)對(duì)白天強(qiáng)光、夜間低光照、遮擋等問題，需融合可見光相機(jī)、紅外相機(jī)、毫米波雷達(dá)等多傳感器，確保監(jiān)控?zé)o死角、識(shí)別無誤差。