硬核分析!掰开揉碎,从技术原理聊一聊扫地机器人如何选购( 二 )



展望:未来扫地机器人的成熟形态 , 应该是采用 VSLAM(视觉建图与导航)方案的 。 届时机身高度会被大幅压缩(凸起的激光雷达探头是行业产品设计痛点) 。

另外 , 同样是凸起的激光雷达传感器 , 不同的产品之间也是有差别的 。
目前市面上的机器 , 大部分品牌采用的都是LDS激光雷达传感器 , 而科沃斯用的则是d-ToF传感器 。 两者技术原理大致相同 , 但在检测精度方面 d-ToF要高于前者 , 响应速度也更快 , 还能弥补LDS激光雷达无法检测落地窗、落地镜等高反射率物体的缺陷 , 但成本更高 。 另外 , 科沃斯在激光雷达头上加了一层防护罩避免机械损伤 , 细节方面也更好 。

展望:只要成本能压下来 , d-ToF应该会全面取代 LDS激光雷达 。 几家头部企业中 , 目前科沃斯走在前列 。
②避障
避障也和SLAM方案的发展过程差不多 , 简单说可以分成“有主动避障”和“没有主动避障”两大类 。

云鲸J3
目前主流品牌中 , 大部分主力机型都配置了主动避障模块 , 没有主动避障显得有些“不入流”——但有一个例外 , 就是云鲸 。 云鲸的历代产品都没有主动避障 , 但云鲸绝对是入流的 。
有没有主动避障也很好判断 , 就看扫地机行进方向有没有大面积的黑色面板 。 如上图云鲸J3只有一块小面积的接收器 , 是用来接收基站返回信号的 , 所以没有主动避障 ▲
没有主动避障意味着机器会到处乱撞 , 无法避开桌腿等家具以及地面障碍物 , 优点则是漏扫会更少 。
而主动避障技术目前又有三种:激光、视觉以及激光+视觉 。 各品牌详情页所谓的红外、结构光 , 甚至d-ToF , 指的都是激光避障 。 之所以叫法不同 , 是因为其技术原理确实存在差异:

米家扫拖机器人2
比如小米的米家扫拖机器人2 , 用得是 8颗独立传感器 , 发射 8条线激光 , 从而实现主动避障 , 官方把它叫做“dToF立体”避障 ▲

追觅L10 Pro(已停产)
追觅的L10 Pro(已停产)采用的则是两束交叉的激光 , 用来探测障碍物 , 这也是目前应用也最广泛的“结构光”避障 ▲
以上两种 , 都是线激光 。

360 X100
360 X100非常特殊 , 完全不同于前两者的“线激光”方案 , 采用的“面激光” , 整整齐齐一排激光过去 , 正面探测死角更少 , 官方称其为“三目激光雷达” ▲

追觅W10 Pro
类似采用面积光方案的 , 还有追觅的 W10Pro , 官方把它叫做“3D ToF” ▲
以上这些 , 可以统称为“激光避障” 。 总体来说 , 面激光的避障精度会比线激光更高——毕竟探测死角更少 。 但激光再强 , 也只能判断“有没有障碍物” , 却无法解决“是什么障碍物”的问题 。 这就导致了一个非常严重的问题:

比如一台采用激光避障的机器 , 其避障灵敏度可以精确到一小块乐高玩具 , 这听起来非常强大 。 但问题也随之而来:这台机器在面对和乐高玩具颗粒差不多大小的瓜子壳时 , 会把瓜子壳当做障碍物避开 , 而无法完成清扫 。
于是摄像头也参与到了主动避障方案之中 。

科沃斯T10
目前市面上单独采用摄像头避障方案的 , 有且仅有科沃斯T10这一款机器 ▲
单摄像头避障的难点在于 , 只能识别算法中写入代码的已知障碍物 , 比如拖鞋、插线板、体重秤等等 , 面对形状不规则的非常规障碍物(比如小孩子的随机玩具)显得有些力不从心 。 优点则是避免了上文举例的激光避障方案中可能出现的“误判”问题 。

用过科沃斯T10系列或者X1系列扫地机的朋友都知道 , 在“设置”中有一个“颗粒物策略清洁”的选项 , 打开后机器人可以主动检测地面颗粒物 , 并且降低边刷转动频率防止打飞垃圾 , 利用的就是摄像头避障的这个优势 ▲
所以摄像头避障的优点是精准 , 缺点则是“笨” , “不灵活” , 需要程序员预先“告诉”扫地机 , 哪些东西需要避开 , 而不像激光避障那样 , 只要有障碍 , 就会一律避开 。

目前科科沃斯T10都可以做到主动识别30种常规障碍物 , 应对日常家居环境的避障绰绰有余 。 并且这个数字还在不断更新(科沃斯X1 PRO已经更新到38种)——最重要的是 , 每一次更新都可以通过远程OTA升级推送给用户 , 相当于性能免费升级▲

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