摘要

　　掃地機器人作為懶人利器，能夠幫助解決地面清潔工作;隨著生活水平的提高，越來越多的家庭都紛紛入手掃地機器人。而目前市面上掃地機器人的品牌眾多價格也是不等，便宜的幾百塊貴的上萬。那么，如何選購一臺掃地機器人對消費者來說則是一件頭疼的事，再加上各家廠商天花亂墜的宣傳更是讓用戶迷惑。

　　掃地機器人作為懶人利器，能夠幫助解決地面清潔工作;隨著生活水平的提高，越來越多的家庭都紛紛入手掃地機器人。而目前市面上掃地機器人的品牌眾多價格也是不等，便宜的幾百塊貴的上萬。那么，如何選購一臺掃地機器人對消費者來說則是一件頭疼的事，再加上各家廠商天花亂墜的宣傳更是讓用戶迷惑。

　　對于消費者而言，選購掃地機器人第一需求則是掃的干凈掃得快，掃的干凈主要取決于清掃系統(tǒng)的設(shè)計和吸塵風(fēng)機的功率，而清掃效率最有力的的保障則是掃地機器人擁有一套非常智能的路徑規(guī)劃算法。常見的掃地機器人算法大致分為兩種：隨機覆蓋法和路徑規(guī)劃式清掃。

　　

隨機覆蓋法

　　隨機覆蓋法，有人也稱為隨機碰撞式導(dǎo)航，但這并非是指機器人真正與環(huán)境中的物體產(chǎn)生碰撞，也非毫無章法的在地板上隨機移動，換言之在工程操作中“隨機”也是一個難以達到要求，隨機覆蓋法是指機器人根據(jù)一定的移動算法，如三角形、五邊形軌跡嘗試性的覆蓋作業(yè)區(qū)，如果遇到障礙，則執(zhí)行對應(yīng)的轉(zhuǎn)向函數(shù)。這種方法是一種以時間換空間的低成本策略，如不計時間可以達到 100%覆蓋率。

　　從市場反饋來看，隨機式掃地機器人給人的感覺就是在房間內(nèi)亂跑亂掃，往往不能夠全覆蓋式打掃房間，經(jīng)常出現(xiàn)在某個地方反復(fù)掃、漏掃的情況，沒電回充也是完全靠運氣。隨機覆蓋法不用定位、也沒有環(huán)境地圖，也無法對路徑進行規(guī)劃，所以其移動路徑基本依賴于內(nèi)置的算法，算法的優(yōu)劣也決定了其清掃質(zhì)量與效率的高低。常見的隨機式掃地機器人系統(tǒng)內(nèi)部都會預(yù)設(shè)多種清掃模式根據(jù)一定的算法隨機切換清掃模式，清掃效果完全靠清掃時間來堆砌。

　　

路徑規(guī)劃式清掃

　　規(guī)劃式掃地機器人導(dǎo)航需要建立起環(huán)境地圖并進行定位，定位-構(gòu)圖-規(guī)劃-清掃四個環(huán)節(jié)一個都不能缺少。掃地機器人利用導(dǎo)航定位系統(tǒng)記住起點和清掃路徑的坐標(biāo)，構(gòu)建環(huán)境地圖，同時計算規(guī)劃清掃線路，最終結(jié)合自身的算法進行清掃確保不跑偏。

　　如果沒有定位，構(gòu)建的地圖一定不準(zhǔn)確，地圖不準(zhǔn)確規(guī)劃效率就低，效率太低那還不如直接買隨機式掃地機器人。所以定位技術(shù)才是規(guī)劃式掃地機器人的關(guān)鍵，而常見的掃地機器人定位類型也分為三種：慣性導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航和激光導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　慣性導(dǎo)航：慣性傳感器使用陀螺儀和加速度計得到機器人的角加速度和線加速度信息，通過積分獲得機器人的位置信息。但是其精度也要受陀螺儀漂移、標(biāo)定誤差、敏感度等問題影響，但有一個缺點：有累積誤差，隨著行駛時間、距離的不斷增加，誤差也不斷增大。因此相對定位法不適合于長時間、長距離的精確定位?？梢园堰@種算法想象成盲人摸象，盲人也可以按自己的感覺做出走出直線、旋轉(zhuǎn)180度的動作，看起來也是弓字形行走，但如果頻繁轉(zhuǎn)向、頻繁碰撞，會越來越無法保持正確的行走方向。

　　得益于研發(fā)成本低，慣性導(dǎo)航是目前市面上掃地機器人最為廣泛使用的一種定位方法。

　　視覺導(dǎo)航：從技術(shù)層面來說這項技術(shù)叫做vSLAM，其原理是在掃地機器人身上裝了一個攝像頭，攝像頭通過vSLAM算法拾取和記錄沙發(fā)中的大量特征點(尤其是物體的邊角)，并在運動過程中不斷追蹤這些特征點，同時不斷檢測新的特征點，由此建立一個環(huán)境地圖。但最大特點是該技術(shù)受光照條件影響大，高動態(tài)環(huán)境精度下降，對場景復(fù)雜度要求高。往往為了定位自己當(dāng)前的位置，必須要結(jié)合其他測距傳感器，諸如陀螺儀、慣性導(dǎo)航設(shè)備等。由于是依靠攝像頭來完成定位，所以在光線過強或者無光的室內(nèi)使用，會直接使掃地機器人迷惑，找不著東南西北，這是目前還沒有好的解決方案。

　　雖然聽起來挺高大上的，但基于該技術(shù)的定位方法，實際使用中一般都會有清掃不干凈地面碎屑的缺陷，不過介于成本過高，該定位技術(shù)的掃地機器人售價都非常高均在6000元左右，對于普通家庭來說是所消費不起的。

　　激光導(dǎo)航：通過激光測距傳感器對房間進行掃描，快速獲取距離信息;當(dāng)激光投射到障礙物上時，會形成光斑，同時圖像傳感器會根據(jù)光斑的像素序號來計算到激光測距傳感器的中心距離。結(jié)合掃地機器人自身的算法，構(gòu)建房間地圖，并實時定位清掃。目前，激光導(dǎo)航是最為實用和效果最好的系統(tǒng)。

　　使用該技術(shù)的掃地機器人具代表性的就是小米米家掃地機器人，小米米家掃地機器人機身遍布了包含LDS激光測距等12種傳感器，能夠精準(zhǔn)探測室內(nèi)空間，準(zhǔn)確定位。得益于每種傳感器的作用，在沿墻清掃能力、越障能力和懸崖探測小米米家掃地機器人都有著非常好的表現(xiàn)。

　　當(dāng)然，硬件再厲害如果算法一般那么這個掃地機器人多半是浪費了。石頭科技作為小米米家掃地機器人的研發(fā)商，其研發(fā)一套SLAM 算法，各類傳感器在收集數(shù)據(jù)后交給這套算法，掃地機器人根據(jù)地圖劃分區(qū)域和規(guī)劃清掃路徑，最終形成先沿邊后 Z 字形的清掃路徑，逐一完成分區(qū)清掃任務(wù)，不論是清掃效果還是地面清掃覆蓋率都是非常好的，清掃效率也是非常高的。

　　作為小米生態(tài)鏈產(chǎn)品，小米米家掃地機器人也走了小米的一貫路線，東西好用性價比高。小米米家掃地機器人的售價為1699元，還是非常便宜的，可以說是物超所值。

　　

總結(jié)：

　　掃地機器人買回家的目的就是會認路、掃得快、掃的干凈，雖然在路徑規(guī)劃上解決方案有很多，但其精髓并不是硬件有多厲害，重在其定位系統(tǒng)和算法。根據(jù)清掃效果和清掃覆蓋率來排序：激光導(dǎo)航>視覺導(dǎo)航>慣性導(dǎo)航>隨機清掃，各家算法的不同，會直接影響清掃效果和效率，不過隨著科技不斷發(fā)展，這些問題都會出現(xiàn)新的解決或者替代方法，同時機器人應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷擴大，機器人工作環(huán)境會更復(fù)雜，掃地機器人路徑規(guī)劃這一課題領(lǐng)域還將不斷深入。

　　如果你家里已經(jīng)有掃地機器人，但覺得不夠智能掃的不干凈亂跑正準(zhǔn)備換;或者沒有正準(zhǔn)備入手，那么建議你選購小米米家掃地機器人，1699元對于普通家庭來說也是負擔(dān)得起的。除此之外，小米米家掃地機器人無論是外觀設(shè)計，還是好用程度上，在國內(nèi)外都享有非常好的口碑評價，不信的話可以搜搜看。