在智能制造与智慧物流场景中，AGV（自动导引车）的安全防护面临动态障碍识别、多向碰撞预警及复杂工况适配三大挑战。多光束光幕通过空间分层感知与智能决策算法，构建了覆盖360°的全向防护体系，推动AGV安全标准从“被动避障”向“主动防护”升级。

1. 三维空间防护架构设计‌

传统AGV多采用单层激光雷达或超声波传感器，存在高度盲区（如儿童蹲姿、低矮货架）。多光束光幕采用‌垂直分层光束矩阵‌，在AGV四周0.3-3米范围内形成五层检测带：

底部层（0-30cm）‌：检测地面散落物与低矮障碍

中部层（30-120cm）‌：识别人体下肢与标准货架

顶部层（120-200cm）‌：捕捉悬空设备与异形装载物

每层由14-32束红外光构成，分辨率达20mm，可实现立体空间内障碍物轮廓建模。

2. 动态响应机制创新‌

基于TOF（飞行时间）技术的多光束光幕，可实时计算物体接近速度与轨迹。当检测到人员侵入时，系统根据风险等级启动分级响应：

预警区（1.5-3m）‌：AGV降速至0.3m/s并触发声光警示

制动区（0.5-1.5m）‌：切断动力并激活电磁制动器（制动距离<0.2m）

紧急区（<0.5m）‌：启动反向驱动补偿位移，防止惯性碰撞

该机制较传统方案提升制动精度达60%，避免急停造成的货物倾覆。

3. 环境适应性与系统集成‌

采用‌IP67防护外壳‌与抗振动结构（5-500Hz），确保在粉尘、油污及AGV高频启停（≥200次/小时）工况下稳定运行。通过EtherCAT总线与车载控制器实时交互，延迟控制在8ms内，同步更新电子地图中的动态障碍物坐标。在汽车焊装车间实测中，多光束光幕成功识别0.5mm厚金属飞溅物，误触发率低于0.01次/小时。

4. 人机协作场景扩展‌

通过‌可编程屏蔽功能‌，光幕可设置虚拟安全门：当AGV进入预设工位（如充电区、装卸点）时，自动解除侧向防护，允许操作人员近距离交互。在医药仓储场景中，该技术使AGV与人工拣选区的协同效率提升40%，同时将碰撞风险控制在SIL2安全等级。

技术演进方向‌

新一代多光束光幕正融合3D视觉与毫米波雷达，构建多模态感知网络。某锂电池企业部署此类方案后，AGV综合稼动率提升至92%，安全事件归零。随着ISO 3691-4标准的实施，多光束光幕将成为AGV人机共融生态的核心技术支点。