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泡问泡答:扫地机上的摄像头有什么用?

  随着近几年扫地机机器人技术的逐步成熟,扫地机器人的性能有了更进一步的提升。在此背景下,越来越多的消费者会选择添置一台扫地机器人解决家居环境的清洁问题。

  在扫地机器人的发展中,其技术在一路演进,不断的进行迭代升级,从而为消费者打造了越发优秀的体验。在现阶段,众多扫地机器人已经使用上了更加精确的避障导航方案,从初代的随机性避障/规划到现阶段越来越多中高端扫地机器人所配备的视觉/ToF/3D 结构光+LDS激光方案组合避障/规划。我们可以看到,越来越多的扫地机器人在以往配备的LDS激光系统之外,还加入了视觉系统。那么引入的视觉系统有什么作用?让我们一起了解扫地机器人上的视觉系统。

  扫地机器人的发展:

  在1997年,世界上第一台扫地机器人由伊莱克斯制造面市,在当时,第一代的扫地机器人采用的是随机碰撞式的导航技术,即利用机身与周围物体进行碰撞,在接触到障碍物后进行清扫方向的改变,实现对家居环境的清扫。由于技术的限制,这一代产品对于家居环境的打扫会出现很多遗漏,并且还会出现多次重复清洁的情况。

  △第一代扫地机器人

  而在此后,第二代的扫地机器人在导航技术方面有了一定的升级,其采用了陀螺仪+碰撞检测技术,增加了陀螺仪进行数据的记录,可以记录清扫的里程,在一定的算法加持下,拥有初步的导航能力,但是依然存在第一代扫地机器人所面临的清扫效果不佳的问题。

  第三代扫地机器人则是有了大幅度的升级,在第三代机器人上配备了LDS激光雷达,能够快速检测距离,建立户型地图,规划清扫路线,避免重复清洁,整体可用性有了长足的飞跃。

  第三代扫地机器人在解决了户型图建立,规划清扫线路之外,并不能很好的解决障碍物的躲避问题,所以再此基础上,又一批搭载了多种传感器组合方案的扫地机器人也被推出。

  目前扫地机器人避障的技术路线:

  目前市场上的扫地机器人除了单一配备LDS激光导航技术之外,市面上常见的避障技术路线有以下选择:以可见光摄像头为核心的视觉系统、以红外光/激光为核心的3D 结构光/ ToF 系统。

  而这两种技术路线各有其优缺点所在,以红外光/激光为核心的3D 结构光/ ToF 系统可以拥有更长距离的探测范围,并且由于其原理,在探测距离方面拥有更加精准的表现,但其不能分辨出障碍物的类型,只能通过探测到的距离与大小进行障碍的规避。

  以可见光摄像头为核心的视觉系统,也可以利用视觉相差,实现对于距离的判断,但精度会稍逊于前者,但可根据图像识别出障碍物,能根据物品做到更具有策略性的避障,在避障清洁中也拥有一定的优势。

  在开发难度上,采用视觉系统需要更高的成本投入,其需要在摄像头的数据上,达到对距离信息、物品信息等一系列内容的提取,并且还要投入大量的成本,对机器识别算法进行训练。所以在现阶段,采用视觉方案的扫地机器人都是属于较为高端的产品。

  扫地机器人配备的摄像头有什么用?

  例如科沃斯在近期推出的科沃斯T9 AIVI就是采用了视觉系统进行更加精确的避障功能实现。

  △科沃斯T9 AIVI

  科沃斯T9 AIVI在传统视觉避障技术配备LDS激光导航的基础上,将LDS激光导航升级为航天级的D-ToF雷达,对比较于采用LDS激光导航的产品精度提升4倍。探测范围提升2倍。

  △航天级的D-ToF雷达

  科沃斯T9 AIVI在全新升级的导航系统之外,还采用了单目识别的视觉系统进行避障功能的实现,其配备了一颗960P分辨率超清摄像头,配合科沃斯全新升级的AIVI 2.0系统,可通过摄像头数据配合AI算法,进一步的识别出包括袜子、抹布、拖鞋、电线、U形椅、地毯、充电座等7类地面常见障碍物,除此外T9 AIVI还可识别人形,以及“床”、“沙发”、“马桶”等常见家居,并以此为依据,智能判定客厅、卧室、卫生间等房间类型。

  △配备摄像头的科沃斯T9 AIVI

  科沃斯DEEBOT T9 AIVI还具备深度学习能力,随着使用过程中的数据采集与深度学习,识别也会越来越精确,其避障能力也将逐渐增强。并且根据不同的障碍物进行合理的规避,完成其余家居空间的清扫。

  △科沃斯T9 AIVI根据识别到的不同物体执行不同的避障策略

  通过引入以摄像头为核心的视觉系统,科沃斯T9 AIVI可以更好地对家居环境进行判断规划、并且在清洁时更好的进行避障,做到进一步提升清扫效率。

  并且通过扫地机器人配备的摄像头,还可以实现更多的功能,例如科沃斯T9 AIVI可以通过配套的ECOVACS HOME App进行远程遥控,并且利用所配备的摄像头对家中进行实时的查看。

  △通过APP进行实时监控/互动

  在家中有宠物时,科沃斯T9 AIVI配备的超清摄像头加降噪麦克风还可以让用户进行远程的互动。这是扫地机器人配备摄像头后,才能进一步实现的功能。

  总结:

  扫地机器人引入摄像头进行避障功能的实现,现阶段需要更高的成本,通常只在中高端产品上才会配备。

  △科沃斯T9 AIVI

  以科沃斯T9 AIVI为例,扫地机器人上的摄像头,在优秀算法的加成下,可以实现不亚于3D结构光/ToF 系统的避障探测精度,并且还能根据图像进一步判断障碍物的类型,实现更有策略性的避障。

  配备摄像头的扫地机器人还可以进行对家中环境的远程查看,或者和家中的宠物进行远程的互动。

  从扫地机器人的后续发展来看,或许会有更多的高端扫地机器人配备摄像头,为用户带来更加优秀的体验。

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