对于扫地机器人来说 为什么激光雷达才是合格的“眼睛”

隨著人們生活節(jié)奏的加快，家務勞作時間的減少，人們對于家務機器人的剛性需求越來越明顯，據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2016年-2019年全球個人及家用服務機器人銷售總量達到4200萬臺，家務服務機器人銷售總量為3080萬臺，占比將近75%，掃地機器人成為目前家務服務機器人中的主導品類。據(jù)了解，從2013年至2018年國內掃地機器人的銷量呈幾何式增長，未來，隨著人們生活水平的不斷提高，掃地機器人將會成為越來越多年輕家庭的智能新寵。

從掃地機器人誕生至今已有20多年的歷史，從1996年出現(xiàn)的第一臺掃地機器人“三葉蟲”到目前的智能規(guī)劃掃地機器人，掃地機器人也曾被消費者詬病“偽智能”、“清潔力差”、“價格虛高”。

對于用戶而言，掃地機器人是用來解放人力的家庭清潔工具，因此智能程度及清潔力度成為最關鍵的兩項指標，一臺清潔力度不高，地面清潔效果不好的掃地機器人是無法獲得消費者的青睞的，對掃地機器人而言，智能程度及清潔力度主要表現(xiàn)在機器人的路徑規(guī)劃能力上。

掃地機器人在誕生的很長時間內，一直都處于隨機式路徑規(guī)劃狀態(tài)，具體來說就是掃地機器人根據(jù)內置的移動算法隨機覆蓋待掃區(qū)域，同時通過碰撞或紅外傳感器來感知周圍障礙物，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。

為了使掃地機器人實現(xiàn)真正智能化，不少科技公司在研究規(guī)劃式路徑模式的掃地機器人，經(jīng)過多年的技術沉淀及積累，如今，規(guī)劃式清掃成為目前掃地機器人市場上采用的主要解決方案。具有規(guī)劃功能的掃地機器人依靠定位導航技術，可實現(xiàn)自主定位、建圖及路徑規(guī)劃功能，既然避免與障礙物的碰撞又能提高清掃的效率，做到真正智能化清掃。

SLAM是實現(xiàn)掃地機器人路徑規(guī)劃的主流技術，可理解為：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，依靠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(xiàn)機器人的自主定位與導航。

可以說，傳感器就是掃地機器人的“眼睛”，在SLAM技術興起之前，激光雷達就一直作為掃地機器人的原配久居正統(tǒng)之位，后來，隨著視覺導航技術的興起，視覺傳感器備受市場關注，成為有別于激光雷達的另一種導航技術。

一直以來，對于激光雷達和視覺傳感器業(yè)界人士都有自己的看法及見解，對于掃地機器人來說，究竟誰才是最合格的“眼睛”呢？

就目前情況而言，激光雷達相比視覺傳感器在穩(wěn)定性及技術成熟度上更具優(yōu)勢，總的來說，激光雷達的測距精度更高、不存在累計誤差，構建的地圖可直接用于路徑規(guī)劃，而視覺傳感器因環(huán)境光影響較大、在暗處無法工作，且運算負荷大，構建的地圖本身難以直接用于路徑規(guī)劃與導航，另外視覺傳感器動態(tài)性還需提高，地圖構建時會存在一定的累計誤差。因此，業(yè)內公認激光雷達目前更適合做掃地機機器人的“眼睛”，擁有激光導航的掃地機器人也被認為是最智能的掃地機。

激光導航的原理主要是通過激光測距感應掃描整個房間，觸碰到障礙物時機器內置的傳感器能依照像素序號進行房間地圖構建，并實時建圖定位清掃。

擁有激光導航的掃地機器人可以完美實現(xiàn)多種功能，以新銳品牌嵐豹為例，可以做到：

分秒建圖：開啟清掃后，只需幾個轉圈的時間，激光雷達就會掃描出家中地圖，在清掃過程中能毫厘不差的刻畫家庭環(huán)境構造和家具分布。

邊掃邊建立完整地圖：清掃時掃地機會先沿邊清掃出一片區(qū)域，在分區(qū)內以弓字形的路徑走出工整的路線，邊掃邊建圖，通過一個個分區(qū)的形式將家里每個地方都清掃覆蓋到，最終形成家中的完整地圖。

地圖規(guī)劃清晰且覆蓋率高：當掃地機掃完家后，家里的地圖就能完整的呈現(xiàn)，與戶型圖的貼合度能達到99%以上，可以清晰的看出對家里的清掃規(guī)劃，覆蓋到了家中的每一個角落，沒有產(chǎn)生漏掃。重要的是，地圖一次生成就能保存，再次清掃時無需重新建立地圖，當家具布置發(fā)生變化時，通過云端地圖功能，會實時更新和優(yōu)化。

自主行走毫不費力：家中的餐桌底下桌腳多，地形復雜，最是考驗掃地機的行走能力。而擁有激光導航的掃地機能繞著每個桌角清掃一圈，直至將餐桌底下探索完整，進了餐桌底下出不來，是不存在的。

嵐豹掃地機就是基于思嵐科技的激光導航技術而研發(fā)的，說到思嵐科技的激光雷達，相信大部分人腦海中會涌現(xiàn)出“低成本”三個字，但是要做到低成本并非一件易事。

激光雷達是一個非常精密的光學器件，在組裝及后期的校正上有很多的門檻，幾個微米的安裝誤差都會導致性能發(fā)生很大的差異。思嵐科技為了改變這一尷尬局面，把很多對工人要求很高的組裝、調教的工作讓它變成一個自動化或者半自動化的由機器人進行干預輔助的方式。提高產(chǎn)品合格率和產(chǎn)能，降低成本。

同時思嵐科技采用了綜合無線供電和光通信技術，獨創(chuàng)性的設計了光磁融合技術，徹底解決了因物理接觸磨損導致電氣連接失效、激光雷達壽命短的問題，使得雷達壽命長達5年。

另外，激光雷達容易受室內外環(huán)境光、高透材質、雨雪霧天氣等影響，以環(huán)境光來說，對采用三角測距原理的激光雷達，除了要能抵抗光干擾之外，還要能區(qū)分出環(huán)境光和激光信號。為此，思嵐科技在處理算法以及光學調教上付出不少心血。TOF系列雷達更是憑借與身俱來的優(yōu)勢，能夠有效避免環(huán)境光與強日光的干擾，實現(xiàn)室外場景的穩(wěn)定測距與高精度建圖。

除了環(huán)境光之外，思嵐的全系列激光雷達，工作溫度范圍和防護等級均能滿足相應應用場景需求，且所有的產(chǎn)品在出廠前都經(jīng)過嚴格的測試，確保產(chǎn)品穩(wěn)定運行。

激光雷達作為掃地機器人及其他服務機器人導航定位的核心傳感器，在機器人智能行走中發(fā)揮了巨大作用。同時，思嵐科技也用成果告訴我們，每一款好產(chǎn)品的背后，都有一顆工匠之心。作為機器人定位導航領先企業(yè)，思嵐科技在技術實力、產(chǎn)品品質及品牌影響力一直處于行業(yè)領先水平。目前，市面上大多機器人廠商都已經(jīng)在使用思嵐科技的激光雷達，除此之外，海外的科研機構以及IEEE論文中也有思嵐激光雷達的身影。