激光雷達:掃地機器人的眼睛

時間:2019-09-11

來源:歡創(chuàng)科技

導語:對于消費者而言,掃地機器人是用于解放人力的家庭清潔工具,因此其清潔力度和智能程度是最為關鍵的兩項性能指標。

掃地機器人誕生至今已有22年的歷史。世界上第一臺量產型掃地機器人原型“三葉蟲”出現于1996年,它由瑞典家電巨頭伊萊克斯制造,并于2001年正式量產、推向市場?;仡檼叩貦C器人發(fā)展的23年,從一開始被消費者詬病“偽智能”、“清潔能力差”、“價格虛高”,到如今的“智能規(guī)劃”、“智能連接”,掃地機器人的技術正在變得成熟。

從“智障”到智能的成長:技術升級,智能化是常態(tài)

對于消費者而言,掃地機器人是用于解放人力的家庭清潔工具,因此其清潔力度和智能程度是最為關鍵的兩項性能指標。試想一個“清潔力度不高,地面清潔效果不好而需要人工復工”的掃地機器人,或是一個“智能程度不高,需要大量人為操控”的掃地機器人,和人工清潔以及普通的吸塵器相比,實在是沒有任何優(yōu)勢。而對于掃地機器人來說,清潔力度和智能程度集中體現在機器人的清潔路徑規(guī)劃能力上。

掃地機器人從誕生之初,一直到很長一段時間,隨機式路徑規(guī)劃模式是其主要實現方式。隨機式模式,具體來說是掃地機器人根據內置的移動算法隨機地覆蓋待清掃區(qū)域,同時通過碰撞或者紅外傳感器感應的方式感知障礙物。

在確認障礙物位置后,掃地機器人會自動進行一定角度的轉向,并按新的方向繼續(xù)前進。這一路徑規(guī)劃方式有兩個重要的弊端:一是掃地機器人的清掃覆蓋區(qū)域難以控制,通常會造成部分區(qū)域反復清掃或者大面積漏掃的情況;二是清掃過程中機器人與障礙物頻繁發(fā)生碰撞,造成機器人或家具損壞。

近幾年,不少科技公司開始研究規(guī)劃式路徑模式的掃地機器人,試圖讓其更加智能。而經市場證明,經過技術的沉淀與發(fā)展,規(guī)劃式清掃模式成為了目前掃地機器人市場上采用的主流解決方案。具有規(guī)劃功能的機器人依靠定位導航技術,在行進前提早規(guī)劃好路徑,既避免了與障礙物的磕碰,又提高了清掃的覆蓋率和效率。

掃地機器人 

SLAM,規(guī)劃清掃模式下掃地機器人智能化的關鍵

路徑規(guī)劃依賴于機器人的定位能力和地圖構建能力,目前應用的主流技術是SLAM。

SLAM(SimultaneousLocalizationAndMapping)可以描述為:機器人在未知環(huán)境中,從一個未知位置開始移動,在移動過程中,依據內置傳感器來估計位置和地圖構建進行自身定位,同時在自身定位的基礎上建造增量式地圖,實現機器人的自主定位和導航。

可以說,傳感器就是掃地機器人的“眼睛”。

而按照傳感器的不同,SLAM可以分為兩類:一是基于LDS激光測距傳感器的SLAM;二是基于機器視覺的SLAM,即VSLAM。其中,激光SLAM起步更早,產品落地已經比較成熟;而VSLAM技術目前尚處于開拓應用場景、產品逐漸落地的階段。

在目前的掃地機器人市場中,則多以激光定位技術為主。代表品牌為Neato、小米、360,還包括科沃斯部分型號的產品。

低成本與高穩(wěn)定性的激光雷達,是掃地機器人實現高性價比的關鍵

從LDS激光雷達整體行業(yè)來看,激光雷達價格成本跨度很大,行業(yè)涌入者甚多,競爭激烈,各大激光雷達廠商都想為掃地機器人提供極低價格的產品,其結果就是,價格戰(zhàn)下產品質量良莠不齊。而性能的可靠性與穩(wěn)定性,才是決定掃地機器人是“人工智障”還是人工智能。

根據德國GFK數據,中國家庭服務機器人在沿海城市的產品滲透率僅為5%,內地城市僅為0.4%,與發(fā)達國家16%的滲透率相比仍有較大差距。這表明,雖然國內掃地機器人在迅速增長,但很多家庭還處在觀望階段。

據數據顯示,米家掃地機器人于2016年9月份正式上市,因為實惠的價格、出眾的清潔能力俘獲大量消費者,目前米家機器人的市占率已達10%,其主要原因是產品極高的性價比。而這得益于小米擁有很強的供應鏈資源整合能力,保證了上游激光雷達的成本。

筆者認為,對于家電消費類產品的掃地機器人而言,目前各個品牌的產品在核心功能上差異化并不明顯,短期來看,性價比才是掃地機器人廠商的核心競爭優(yōu)勢。

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