越来越多的家庭用上了智能扫地机器人,最重要的原因就在于它能够彻底让我们这些“懒人”解放双手。扫地机器人分为规划式和随机式清扫两种,而这两种当数规划式以更智能的工作方式,为我们带来更好的体验。目前,规划化式扫地机器人主要采用三种定位导航技术,一是无线载波室内导航定位系统,如Proscenic 蓝天S;二是VSLAM图像位移定位系统,如iRobot 980;三是RPS激光定位系统,如Neato D75。三种导航定位方式各有优劣,占据规划式扫地机器人绝大部分市场份额。
下面,我们就通过Proscenic 蓝天S、iRobot 980和Neato D75三款机器,对这三种导航定位系统进行分析。
Proscenic 蓝天S:无线载波室内导航定位系统
无线载波室内定位系统,是通过充电基座上的红外信号发射站、红外导引信号发射窗和Proscenic 蓝天S机器上的红外信号接收头,利用红外线的高精度双重测量距离变化定位坐标。Proscenic 蓝天S无线载波室内导航定位系统,特点主要体现在四个方面。
第一,定位准确,精度高,蓝天S室内定位误差可以控制在1cm以内,当Proscenic 蓝天S完成清扫工作后自动回到充电基座自动充电,就一个很好的证明。
第二,覆盖面积广,红外线发送距离30米以上,可以全面覆盖整个家庭环境。
第三,技术成熟,可靠性高,抗干扰能力强,红外制导已经广泛用于精确制导武器。第四,稳定性高,对环境的依赖性低,适用于各种环境。
Proscenic 蓝天S在精准的定位基础上,通过HSIR+多点矩阵智能构图系统,实现全屋智能规划,从而达到不重扫不漏扫的目的。
iRobot 980:VSLAM图像位移定位系统
VSLAM技术是扫地机器人利用视觉系统实现自主定位与地图创建的导航技术,可以在复杂的环境中,获得大量的信息数据,实现实时定位。iRobot 980内置的摄像头就是它的眼睛,一切数据的获取,都是依靠这只眼睛来完成的。其工作步骤主要分为定位、构图、路径规划。
但是,VSLAM对硬件的要求非常高,主要源自三个难点,第一,信息量的增多,会加大算法的复杂度,降低实时性,如果没有一颗强大的芯片,就无法实现精准的定位。第二,360度全景图像畸变比较大,影响了处理器对数据准确性的判定。第三,光照环境对摄像头的影响比较大,阴影、色彩都是限制VSLAM精准定位的一个较大因素。
iRobot 980的定位系统首先要根据图像实现特征匹配,通俗地讲就是明白前一张图像和后一张图像的不同点和相同点,提取和匹配特征点,这是一种渐进式的匹配方式,由于要不断地更新关键帧,把最新图像和最近的关键帧进行对比以获得iRobot 980位移的信息,所以当一个关键帧出现偏移,那么剩下的位移估计都会是一个错误,并且这个错误会不断累积。现阶段的VSLAM,还没有行之有效地解决定位误差的办法。
Neato D75:RPS激光定位系统
RPS激光定位系统已经被Neato申请了专利,通过安装在扫地机器人上的激光发射器和接收器,测量设备与环境距离的变化,实现定位。这套定位系统,定位的可靠性有待加强,主要表现在三个方面。
第一,RPS激光定位系统对环境的要求比较高,环境内不能有落地镜等反光物体,所以如果打算购买Neato D75,必须要想想家中是否有落地镜之类的反光物。
第二,短距离测距可行性高,但较远距离的测距和定位精准比较一般,所以适合小居室。
第三,Neato D75顶部的360度旋转激光探头,为了获得全新的数据,必须一直旋转,如此一来,必然会减少使用寿命。
总结
以上三种定位系统,是目前规划式扫地机器人最具代表性的方案,其中Proscenic 蓝天S采用无线载波室内导航定位系统精确度最高,可靠性最强。iRobot 980采用的VSLAM图像位移定位系统对硬件要求高,庞大的数据和误差识别是一个急需解决的问题。Neato D75采用的RPS激光定位系统对环境的要求很高,反光物体对定位精度是很大的考验。 Proscenic 蓝天S售价1999元,iRobot 980售价5799元,Neato D75售价3999元,综合性能、售价等各方面因素,强烈推荐Proscenic 蓝天S。