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同样是规划式扫地机器人 这些扫地机器人到底有啥区别?

  对扫地机器人稍有了解的人都知道它有随机式和规划式两种类型,很好理解,随机式扫地机器人在扫地的时候没什么规律,碰撞到障碍物后才开始改变清扫路径,心急的人看不得根本看不得它干活,眼看着垃圾在那儿,它就是不过去;和它形成鲜明反差的是规划式扫地机器人,它不像随机式扫地机器人那么盲目,该怎么干活心里有数。

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  现在越来越多的扫地机器人都是规划式的了,不过同样都是规划式,它们之间的区别还是挺大的。

  对于规划式扫地机器人来说,需要解决我在哪、我要去什么地方、我要怎么去等问题,这就要用到SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)即定位及地图构建技术,实现SLAM既可以用激光雷达技术,也可以用视觉技术,或者是惯性导航。

  惯性导航依靠陀螺仪、加速度计等惯性传感器获取位置、速度等信息,广泛应用于飞机、导弹、舰船、潜艇、坦克等国防领域,不过随着成本的降低和需求的增长,逐步扩展到扫地机器人等商用领域。

  受惯性导航装置的精度影响,惯性导航过程存在误差,而且随着时间的推移,误差会不断积累,在面积较大的复杂地面环境,惯性导航的弊端会逐渐显现出来,不能很好胜任规划式清扫任务。

  基于激光雷达的SLAM依靠激光测距传感器对房间进行扫描,当激光投射到障碍物上时,会形成光斑,图像传感器会根据光斑的像素序号来计算到激光测距传感器的中心距离,再结合扫地机器人自身的算法,构建房间地图,并实时定位清扫。

  激光SLAM代表机型有Neato、米家/石头等。

  在电商平台以“规划式”进行筛选,先不说乱入其中的随机碰撞式机型,很多以“路径规划”为卖点的机器价格并不贵,它们用的一般都是惯性导航,通过陀螺仪、加速度计等惯性传感器进行路径规划。

  左为惯性导航,右为激光导航

  虽然都有绘制地图的能力,但最终绘制出来的地图有明显的差别,采用惯性导航的扫地机器人绘制的地图更简单初级一些,没有详细的运动轨迹路线,甚至只有到了最后才勉强能看出家居户型图。

  另外要说的是,有些机器虽然也配置了激光传感器,但实际用下来会发现它的路径规划还是依靠惯性导航,所以最终画出来的地图精度不高,和上面采用惯性导航机器绘制的地图差不多,并没有充分发挥激光导航技术的优势。

 

  视觉导航也叫vSLAM,扫地机器人上会有一个摄像头,和激光SLAM类似,通过收集到的点云数据计算障碍物距离,然后基于单目、鱼眼相机的vSLAM方案,利用多帧图像来估计自身的位姿变化,再通过累计位姿变化来计算距离物体的距离,并进行定位与地图构建。

  vSLAM代表机型有iRobot 980、戴森360 Eye,价格都不便宜,而国内也有2000元以下的机型,但摄像头应该只是起到辅助定位的作用,主要还是靠惯性导航。

 

  虽然规划式扫地机人有种种优点,但也别小瞧了随机碰撞式,要知道iRobot只有9系等高端型号是规划式,其它都是随机碰撞式,依靠先进合理的算法依然能获得最有效的清洁率和覆盖率,适合在小空间环境使用。

  另外即使是采用了相同的定位导航技术,算法技术对清扫结果也有直接的影响。最后想说的是,扫地机器人还是一个比较年轻的行业,技术积累还需要时间,所以需要不断用固件升级的方式提高整体的算法能力。

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  • 标签:扫地机器人
  • 编辑:岩岩
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