随着人们生活节奏的加快,家务劳作时间的减少,人们对于家务机器人的刚性需求越来越明显,据中商产业研究院发布的数据显示,2016年-2019年全球个人及家用服务机器人销售总量达到4200万台,家务服务机器人销售总量为3080万台,占比将近75%,扫地机器人成为目前家务服务机器人中的主导品类。据了解,从2013年至2018年国内扫地机器人的销量呈几何式增长,未来,随着人们生活水平的不断提高,扫地机器人将会成为越来越多年轻家庭的智能新宠。

 扫地机器人发展趋势

从扫地机器人诞生至今已有20多年的历史,从1996年出现的第一台扫地机器人“三叶虫”到目前的智能规划扫地机器人,扫地机器人也曾被消费者诟病“伪智能”、“清洁力差”、“价格虚高”。

对于用户而言,扫地机器人是用来解放人力的家庭清洁工具,因此智能程度及清洁力度成为最关键的两项指标,一台清洁力度不高,地面清洁效果不好的扫地机器人是无法获得消费者的青睐的,对扫地机器人而言,智能程度及清洁力度主要表现在机器人的路径规划能力上。

扫地机器人在诞生的很长时间内,一直都处于随机式路径规划状态,具体来说就是扫地机器人根据内置的移动算法随机覆盖待扫区域,同时通过碰撞或红外传感器来感知周围障碍物,在确认障碍物位置后,扫地机器人会自动进行一定角度的转向,并按新的方向继续前进。这一路径规划方式有两个重要的弊端:一是扫地机器人的清扫覆盖区域难以控制,通常会造成部分区域反复清扫或者大面积漏扫的情况;二是清扫过程中机器人与障碍物频繁发生碰撞,造成机器人或家具损坏。

 激光导航扫地机器人

为了使扫地机器人实现真正智能化,不少科技公司在研究规划式路径模式的扫地机器人,经过多年的技术沉淀及积累,如今,规划式清扫成为目前扫地机器人市场上采用的主要解决方案。具有规划功能的扫地机器人依靠定位导航技术,可实现自主定位、建图及路径规划功能,既然避免与障碍物的碰撞又能提高清扫的效率,做到真正智能化清扫。

SLAM是实现扫地机器人路径规划的主流技术,可理解为:机器人在未知环境中,从一个未知位置开始移动,在移动过程中,依靠内置传感器来估计位置和地图构建进行自身定位,同时在自身定位的基础上建造增量式地图,实现机器人的自主定位与导航。

可以说,传感器就是扫地机器人的“眼睛”,在SLAM技术兴起之前,激光雷达就一直作为扫地机器人的原配久居正统之位,后来,随着视觉导航技术的兴起,视觉传感器备受市场关注,成为有别于激光雷达的另一种导航技术。

一直以来,对于激光雷达和视觉传感器业界人士都有自己的看法及见解,对于扫地机器人来说,究竟谁才是最合格的“眼睛”呢?

就目前情况而言,激光雷达相比视觉传感器在稳定性及技术成熟度上更具优势,总的来说,激光雷达的测距精度更高、不存在累计误差,构建的地图可直接用于路径规划,而视觉传感器因环境光影响较大、在暗处无法工作,且运算负荷大,构建的地图本身难以直接用于路径规划与导航,另外视觉传感器动态性还需提高,地图构建时会存在一定的累计误差。因此,业内公认激光雷达目前更适合做扫地机机器人的“眼睛”,拥有激光导航的扫地机器人也被认为是最智能的扫地机。

激光导航的原理主要是通过激光测距感应扫描整个房间,触碰到障碍物时机器内置的传感器能依照像素序号进行房间地图构建,并实时建图定位清扫。

 岚豹激光导航扫地机器人

拥有激光导航的扫地机器人可以完美实现多种功能,以新锐品牌岚豹为例,可以做到:

分秒建图:开启清扫后,只需几个转圈的时间,激光雷达就会扫描出家中地图,在清扫过程中能毫厘不差的刻画家庭环境构造和家具分布。

边扫边建立完整地图:清扫时扫地机会先沿边清扫出一片区域,在分区内以弓字形的路径走出工整的路线,边扫边建图,通过一个个分区的形式将家里每个地方都清扫覆盖到,最终形成家中的完整地图。

 岚豹扫地机器人地图构建效果

地图规划清晰且覆盖率高:当扫地机扫完家后,家里的地图就能完整的呈现,与户型图的贴合度能达到99%以上,可以清晰的看出对家里的清扫规划,覆盖到了家中的每一个角落,没有产生漏扫。重要的是,地图一次生成就能保存,再次清扫时无需重新建立地图,当家具布置发生变化时,通过云端地图功能,会实时更新和优化。

自主行走毫不费力:家中的餐桌底下桌脚多,地形复杂,最是考验扫地机的行走能力。而拥有激光导航的扫地机能绕着每个桌角清扫一圈,直至将餐桌底下探索完整,进了餐桌底下出不来,是不存在的。

岚豹扫地机就是基于思岚科技的激光导航技术而研发的,说到思岚科技的激光雷达,相信大部分人脑海中会涌现出“低成本”三个字,但是要做到低成本并非一件易事。

激光雷达是一个非常精密的光学器件,在组装及后期的校正上有很多的门槛,几个微米的安装误差都会导致性能发生很大的差异。思岚科技为了改变这一尴尬局面,把很多对工人要求很高的组装、调教的工作让它变成一个自动化或者半自动化的由机器人进行干预辅助的方式。提高产品合格率和产能,降低成本。

同时思岚科技采用了综合无线供电和光通信技术,独创性的设计了光磁融合技术,彻底解决了因物理接触磨损导致电气连接失效、激光雷达寿命短的问题,使得雷达寿命长达5年。

思岚科技激光雷达采用光磁融合独创设计技术

另外,激光雷达容易受室内外环境光、高透材质、雨雪雾天气等影响,以环境光来说,对采用三角测距原理的激光雷达,除了要能抵抗光干扰之外,还要能区分出环境光和激光信号。为此,思岚科技在处理算法以及光学调教上付出不少心血。TOF系列雷达更是凭借与身俱来的优势,能够有效避免环境光与强日光的干扰,实现室外场景的稳定测距与高精度建图。

除了环境光之外,思岚的全系列激光雷达,工作温度范围和防护等级均能满足相应应用场景需求,且所有的产品在出厂前都经过严格的测试,确保产品稳定运行。

激光雷达作为扫地机器人及其他服务机器人导航定位的核心传感器,在机器人智能行走中发挥了巨大作用。同时,思岚科技也用成果告诉我们,每一款好产品的背后,都有一颗工匠之心。作为机器人定位导航领先企业,思岚科技在技术实力、产品品质及品牌影响力一直处于行业领先水平。目前,市面上大多机器人厂商都已经在使用思岚科技的激光雷达,除此之外,海外的科研机构以及IEEE论文中也有思岚激光雷达的身影。