它足够聪明吗? 如何选购扫地机器人

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扫地机器人作为懒人利器,能够帮助解决地面清洁工作;随着生活水平的提高,越来越多的家庭都纷纷入手扫地机器人。而目前市面上扫地机器人的品牌众多价格也是不等,便宜的几百块贵的上万。那么,如何选购一台扫地机器人对消费者来说则是一件头疼的事,再加上各家厂商天花乱坠的宣传更是让用户迷惑。

对于消费者而言,选购扫地机器人第一需求则是扫的干净扫得快,扫的干净主要取决于清扫系统的设计和吸尘风机的功率,而清扫效率最有力的的保障则是扫地机器人拥有一套非常智能的路径规划算法。常见的扫地机器人算法大致分为两种:随机覆盖法和路径规划式清扫。

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随机覆盖法

随机覆盖法,有人也称为随机碰撞式导航,但这并非是指机器人真正与环境中的物体产生碰撞,也非毫无章法的在地板上随机移动,换言之在工程操作中“随机”也是一个难以达到要求,随机覆盖法是指机器人根据一定的移动算法,如三角形、五边形轨迹尝试性的覆盖作业区,如果遇到障碍,则执行对应的转向函数。这种方法是一种以时间换空间的低成本策略,如不计时间可以达到 100%覆盖率。

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从市场反馈来看,随机式扫地机器人给人的感觉就是在房间内乱跑乱扫,往往不能够全覆盖式打扫房间,经常出现在某个地方反复扫、漏扫的情况,没电回充也是完全靠运气。随机覆盖法不用定位、也没有环境地图,也无法对路径进行规划,所以其移动路径基本依赖于内置的算法,算法的优劣也决定了其清扫质量与效率的高低。常见的随机式扫地机器人系统内部都会预设多种清扫模式根据一定的算法随机切换清扫模式,清扫效果完全靠清扫时间来堆砌。

路径规划式清扫

规划式扫地机器人导航需要建立起环境地图并进行定位,定位-构图-规划-清扫四个环节一个都不能缺少。扫地机器人利用导航定位系统记住起点和清扫路径的坐标,构建环境地图,同时计算规划清扫线路,最终结合自身的算法进行清扫确保不跑偏。

如果没有定位,构建的地图一定不准确,地图不准确规划效率就低,效率太低那还不如直接买随机式扫地机器人。所以定位技术才是规划式扫地机器人的关键,而常见的扫地机器人定位类型也分为三种:惯性导航、视觉导航和激光导航系统。

惯性导航:惯性传感器使用陀螺仪和加速度计得到机器人的角加速度和线加速度信息,通过积分获得机器人的位置信息。但是其精度也要受陀螺仪漂移、标定误差、敏感度等问题影响,但有一个缺点:有累积误差,随着行驶时间、距离的不断增加,误差也不断增大。因此相对定位法不适合于长时间、长距离的精确定位。可以把这种算法想象成盲人摸象,盲人也可以按自己的感觉做出走出直线、旋转180度的动作,看起来也是弓字形行走,但如果频繁转向、频繁碰撞,会越来越无法保持正确的行走方向。

得益于研发成本低,惯性导航是目前市面上扫地机器人最为广泛使用的一种定位方法。

视觉导航:从技术层面来说这项技术叫做vSLAM,其原理是在扫地机器人身上装了一个摄像头,摄像头通过vSLAM算法拾取和记录沙发中的大量特征点(尤其是物体的边角),并在运动过程中不断追踪这些特征点,同时不断检测新的特征点,由此建立一个环境地图。但最大特点是该技术受光照条件影响大,高动态环境精度下降,对场景复杂度要求高。往往为了定位自己当前的位置,必须要结合其他测距传感器,诸如陀螺仪、惯性导航设备等。由于是依靠摄像头来完成定位,所以在光线过强或者无光的室内使用,会直接使扫地机器人迷惑,找不着东南西北,这是目前还没有好的解决方案。

虽然听起来挺高大上的,但基于该技术的定位方法,实际使用中一般都会有清扫不干净地面碎屑的缺陷,不过介于成本过高,该定位技术的扫地机器人售价都非常高均在6000元左右,对于普通家庭来说是所消费不起的。

激光导航:通过激光测距传感器对房间进行扫描,快速获取距离信息;当激光投射到障碍物上时,会形成光斑,同时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。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。目前,激光导航是最为实用和效果最好的系统。

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使用该技术的扫地机器人具代表性的就是小米米家扫地机器人,小米米家扫地机器人机身遍布了包含LDS激光测距等12种传感器,能够精准探测室内空间,准确定位。得益于每种传感器的作用,在沿墙清扫能力、越障能力和悬崖探测小米米家扫地机器人都有着非常好的表现。

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当然,硬件再厉害如果算法一般那么这个扫地机器人多半是浪费了。石头科技作为小米米家扫地机器人的研发商,其研发一套SLAM 算法,各类传感器在收集数据后交给这套算法,扫地机器人根据地图划分区域和规划清扫路径,最终形成先沿边后 Z 字形的清扫路径,逐一完成分区清扫任务,不论是清扫效果还是地面清扫覆盖率都是非常好的,清扫效率也是非常高的。

作为小米生态链产品,小米米家扫地机器人也走了小米的一贯路线,东西好用性价比高。小米米家扫地机器人的售价为1699元,还是非常便宜的,可以说是物超所值。

总结:

扫地机器人买回家的目的就是会认路、扫得快、扫的干净,虽然在路径规划上解决方案有很多,但其精髓并不是硬件有多厉害,重在其定位系统和算法。根据清扫效果和清扫覆盖率来排序:激光导航>视觉导航>惯性导航>随机清扫,各家算法的不同,会直接影响清扫效果和效率,不过随着科技不断发展,这些问题都会出现新的解决或者替代方法,同时机器人应用领域还将不断扩大,机器人工作环境会更复杂,扫地机器人路径规划这一课题领域还将不断深入。

如果你家里已经有扫地机器人,但觉得不够智能扫的不干净乱跑正准备换;或者没有正准备入手,那么建议你选购小米米家扫地机器人,1699元对于普通家庭来说也是负担得起的。除此之外,小米米家扫地机器人无论是外观设计,还是好用程度上,在国内外都享有非常好的口碑评价,不信的话可以搜搜看。

来源: 手机之家

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