作者:特雷费赛恩
在激光导航全面普及之后,扫地机器人一方面增强自清洁属性,另一方面不断提升避障能力。
避障对于扫地机器人来说虽然属于标配功能,但在2019年之前,大多采用的都是基础版的避障技术,包括红外线障碍感应系统、超声波障碍感应系统等,实际的避障能力非常有限,尤其面对电源线、袜子、拖鞋等较为低矮的小件物体,碰撞不可避免。
升级避障技术的意义
对于扫地机器人来说,避障不是锦上添花,而是刚需。关于扫地机器人是人工智能还是人工智障的热议,其实主要是围绕避障能力欠缺展开。避障能力弱的扫地机器人,不仅会被障碍物困住,还会产生极大的“破坏力”。
能够困住扫地机器人的主要是电源线,机器在和它纠缠过程中不仅会降低清扫效率,延长清扫时间,有时候会被完全困住,需要人工去解救。
扫地机器人本身是为解放双手而存在的,然而实际使用中它却会制造各种麻烦:低矮的体重秤、电风扇底座,因为识别不到,频繁的向上爬行会在上面留下不可修复的划痕;推着拖鞋满地跑,回到家找不到拖鞋;撞翻垃圾桶,让垃圾洒的满地都是;有宠物的家庭,还会发生把粑粑弄得满地都是的情况。
高阶避障技术的应用
目前应用在扫地机器人领域的高阶避障技术主要包括单目/双目/结构光/3D ToF等,科沃斯和石头作为行业头部品牌,对于避障技术的探索起步较早,从近几年的产品布局,可以清晰的看到避障技术演进的方向。
一、科沃斯
2019年,科沃斯推出了视觉避障机型DG70,之后采用视觉避障和结构光并行的产品路线,去年发布的X1系列采用视觉+结构光避障融合方案。
视觉避障
科沃斯在CES2019发布了行业首款拥有AIVI人工智能和视觉避障技术的DG70;2020年推出T8 AIVI,进一步升级AIVI技术,提升了AI识别速率和可识别种类(识别7类障碍物);2021年的T9 AIVI升级到AIVI2.0,除了进一步提升识别物体的种类(识别10种障碍物),又加入了视频管家、语音互动等功能;到了2022年,T10系列升级为AIVI3.0,可以识别18种地面常见障碍物类型。
3D结构光避障
和T8 AIVI、T9 AIVI一同上市的还有采用3D结构光避障的T8 Power/Max、N8 Pro、T9 Power/Max等机型。相比视觉避障机型,价格能便宜近千元,是销售的主力机型。今年的T10系列目前还没有推出结构光避障机型,后续机型规划暂不清楚。
结构光+视觉融合避障
去年上市的全能旗舰X1系列升级为AIVI 3D技术,结构光和AIVI 3D摄像头相互配合,对于家居环境信息形成更多维度的认知。和T10搭载的AIVI3.0技术一样,能够识别的障碍物种类为18种。
二、石头
石头在避障技术方面的探索路径也比较清晰,从到目前位置经历了三个阶段。
AI双目避障
2020年发布的T7 Pro,是石头首款主动避障机型,采用双目摄像头+AI算法识别物体,通过两个500万像素的摄像头获取物体三维信息、距离信息,同时配备自适应红外补灯光,保证黑暗环境的避障效果。
3D结构光避障
时隔一年推出的T7S Plus,采用3D双线结构光+AI避障,3D双线结构光主动式测距,融合多传感器和AI算法,实现毫米级高精度避障。
结构光+视觉融合避障
刚刚发布的G10S系列,包括G10S和G10S Pro两款机型,相比之前的两款避障机型进一步升级避障配置。其中G10S Pro采用RGB摄像头识别+结构光避障+LED补光灯,G10S采用黑白图像传感器识别+结构光避障+红外补光灯,两者都能识别障碍物的具体类型,目前能识别出线团、鞋子、体重秤等27种障碍物。
从单一技术避障到融合避障
采用视觉避障的机型,包括石头T7 Pro、科沃斯T9 AIVI等型号,价格都比结构光避障机型要高一些,单机(不带集尘基站)版本售价超过3000元。不过市场更认可的其实是3D结构光避障,因为它以更低的成本实现了和视觉避障类似的效果。
然而结构光并不能成占据主导地位的技术方向。
目前行业的发展方向是将视觉识别和物理探测相结合,科沃斯和石头最新的旗舰机型,X1系列、G10S系列都采用的是这样的融合避障方案,强强联合,对于障碍物的感知能力更强,尤其是能够识别障碍物的类型,然后采用相应的避障策略。
避障技术正处于快速迭代演化的阶段,未来还有很长一段时间要走。采用同样避障技术的两款机型,实际的避障效果依然会有差异,这是因为背后的避障算法也很重要;另外即使是目前最强的融合避障方案,对它也不能百分百信任,为了减少意外的发生,也为了更高的清扫效率,提前收拾地面的障碍物还是有必要的。
避障的代价
避障功能的意义在于避免机器在运行过程中发生卡困等意外,但避障其实是有代价的,比如为了避免缠绕电源线,扫地机器人需要在距离较远时绕开,电源线的周围会肯定发生比较大面积的漏扫区域,甚至还会出现把垃圾作为障碍物的情况,可以说是本末倒置。如何把握好避障的“度”,是摆在厂商面前的一道难题。
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