掃地機(jī)器人的四大避障方案對比

掃地機(jī)器人的避障方案當(dāng)屬老生常談的話題了。

——原始的隨機(jī)碰撞

猶記得早年的掃地機(jī)器人常常使用原始的距離傳感方案，依靠避震的橡膠材料結(jié)合隨機(jī)運(yùn)動(dòng)路線在室內(nèi)碰撞，檢測撞擊到障礙物時(shí)就隨機(jī)轉(zhuǎn)向，直到碰到下一個(gè)障礙物再次轉(zhuǎn)向，如此類推完成一次又一次的清掃。

這種方案原始、簡單、粗暴，有適合它的場景——極為狹小的室內(nèi)空間，不過一旦遇到正常面積的房間時(shí)，其低效的缺陷便會(huì)顯現(xiàn)。

——3D結(jié)構(gòu)光

3D結(jié)構(gòu)光方案是在iPhone將之用于Face ID之后而廣為人知，這是一種主動(dòng)光學(xué)測距方案，由發(fā)射端和接收端兩部分組成。這種方案的精度比較高，通常會(huì)要求結(jié)構(gòu)光的發(fā)射端不能夠包含編碼的光斑，然后由接收端捕獲投射出的光斑，根據(jù)光點(diǎn)的形變計(jì)算距離。

當(dāng)然，代價(jià)是成本相當(dāng)高，測量距離也受接收端到發(fā)射端的距離影響。而且強(qiáng)光環(huán)境下表現(xiàn)差，容易受環(huán)境光線影響。

——3D TOF方案

ToF技術(shù)本身是一種測距實(shí)現(xiàn)方法，要測得與場景中某個(gè)對象的距離，由ToF模組的光源向該對象發(fā)出光。光在發(fā)出后抵達(dá)該對象，并反射回到ToF模組的傳感器。計(jì)算這期間“光的飛行時(shí)間”。

而3D ToF是將ToF的單點(diǎn)擴(kuò)展到多點(diǎn)，通常在相同體積的模組內(nèi)，測量距離大于結(jié)構(gòu)光。也能在強(qiáng)光或者暗光環(huán)境下工作，不受環(huán)境光線影響，然而3D ToF的劣勢對于掃地機(jī)器人比較致命——分辨率低，圖像信息不易輔助避障。

常見于iPad Pro的3D ToF鏡頭

——激光雷達(dá)

激光雷達(dá)避障的原理是發(fā)射激光到物體表面，然后接收物體的反射光信號。而且激光避障的精度、反饋速度、抗干擾能力和有效范圍都要明顯優(yōu)于紅外和超聲波。劣勢在于單束 LIDAR 通過旋轉(zhuǎn)可以掃描一個(gè)面的數(shù)據(jù)（LDS），無法完成對三維世界的感知。

但無可否認(rèn)的是，這是目前掃地機(jī)器人當(dāng)中的主流方案，比如石頭掃地機(jī)器人T7就是應(yīng)用的該方案。

——視覺避障

目前市場上大多數(shù)搭載單目視覺識(shí)別系統(tǒng)的掃地機(jī)器人只能捕捉二維信息，缺乏空間感。而且單個(gè)攝像頭的圖片信息無法獲判斷場景中每個(gè)物體與鏡頭的距離關(guān)系，缺少第三個(gè)維度，也就是景深信息，可能會(huì)計(jì)算錯(cuò)物體的實(shí)際距離。

那么有沒有搭載雙目系統(tǒng)的掃地機(jī)器人？石頭掃地機(jī)器人T7 Pro便是。它和石頭掃地機(jī)器人T7有著完全一致的2500Pa超強(qiáng)吸力、297ml的恒壓電控水箱，差異之處就是這超前的避障系統(tǒng)：更具體點(diǎn)來說，石頭掃地機(jī)器人T7 Pro采用的是LDS激光雷達(dá)+雙目方案，在視覺部分，與單目相比，它能夠捕捉物體的景深信息。

值得一提的是，在去基帶版的“驍龍625”的加持下，石頭掃地機(jī)器人T7 Pro還能夠運(yùn)行AI 物體識(shí)別算法，對周圍環(huán)境的障礙物進(jìn)行屬性識(shí)別和分析，根據(jù)不同屬性的障礙物采取不同的主動(dòng)避障方案，兼顧清掃覆蓋度和避障成功率。

目前石頭掃地機(jī)器人T7 Pro已經(jīng)支持體重秤、風(fēng)扇/吧臺(tái)椅底座、鞋子、插線板、線團(tuán)、“粑粑”、織物（襪子）等9 類家庭常見障礙物。

不止于此，在攝像頭內(nèi)部的紅外補(bǔ)光燈（肉眼不可見）的作用下，石頭掃地機(jī)器人T7 Pro還可以實(shí)現(xiàn)暗光環(huán)境下的避障。無論是白天還是夜間，掃地機(jī)器人在雙目系統(tǒng)加持下的避障、脫困相比單目系統(tǒng)都會(huì)有顯著改善。

對于家用的掃地機(jī)器人而言，加入更多傳感器輔助工作，一定是智能程度、功能性進(jìn)化的重要方向。所以能夠預(yù)見的是，未來的掃地機(jī)器人為了實(shí)現(xiàn)更高的智能化水平，配備的傳感器會(huì)更為多樣，當(dāng)前來看石頭掃地機(jī)器人T7 Pro確實(shí)是走在了最前沿。

從實(shí)際效果來看，石頭掃地機(jī)器人T7 Pro搭載的視覺系統(tǒng)方案所實(shí)現(xiàn)的效果綜合付出的代價(jià)成本，相比較已有的其它方案，都有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性，在接下來相當(dāng)長的時(shí)期之內(nèi)，也不無可能發(fā)展成未來主流掃地機(jī)器人的重要感知方案。

責(zé)任編輯：PSY