东南教育网您的位置:首页 >机器人 >

扫地机器人都是采用视觉导航技术弊端在哪里

导读 目前关于到扫地机器人都是采用视觉导航技术弊端在哪里这一类的信息是很多小伙伴们都非常关心的,很多人也是经常在搜索关于扫地机器人都是采

目前关于到扫地机器人都是采用视觉导航技术弊端在哪里这一类的信息是很多小伙伴们都非常关心的,很多人也是经常在搜索关于扫地机器人都是采用视觉导航技术弊端在哪里方面的信息,那么既然现在大家都想要知道此类的信息,小编就收集了一些相关的信息分享给大家。

一名叫卡伦(Karen)的澳大利亚女士近日在社交网站上发布了一则寻物启事,网友看完纷纷爆笑不已。

寻物启事中写道,卡伦家的扫地机器人“离家出走”了。这台“走失”的机器人名叫希金斯(Higgins),是在家打扫卫生时不见的。

卡伦解释称,“我丈夫忘了关大门,我们的希金斯就这样出走了!”“我们沿着它的清扫轨迹走了4公里,一直到海滩附近才失去了它的踪迹”。卡伦焦急表示,“希金斯不会游泳!请帮助我们把它找回来”,并贴心注释它也“不咬人”。同时,她还附上了希金斯的“个人”信息:9厘米高,2.8公斤重,剩余电量3%,尘盒已经满至190%。

卡伦还将寻物启事贴在了电线杆上,随后在社交网站引发大量讨论,上千名网友点赞或分享了这则消息,很多人在评论中表示自家的机器人也曾经“离家出走”。

机器人为什么会“离家出走”

目前绝大部分扫地机器人都是采用视觉导航技术,而这种技术存在两大弊端。

1、传感器精度不够

扫地机器人能够自主移动并做出反应,是因为它身上搭载了许多感知外界环境的测距仪和传感器。比如发射红外信号的是红外测距传感器,通过反射回的红外信号的强度来判断出障碍物的距离。还有超声波传感器,可以持续向外发射超声波信号,然后接收器利用障碍物时反射回来的信号,判断前方障碍物的大小和距离。

另外还有接触式传感器。这一类传感器可以分为电容式、电感式、电位器式和霍尔式位移传感器,可以测量空间的大小以及桌椅等的高度,防止发生扫地机器人被困在桌面底下出不来情况。防碰撞传感器则是通过光电开关实现,机器人在碰撞过后及时做出反应。除此之外还有防跌落传感器,大多是置于扫地机器人下部,基本是利用超声波测距来感知前方地面高度,防止从楼梯上跌落。

此外,扫地机器人常用的传感器有防过热传感器、电子罗盘和陀螺仪等等。这些传感器相当于扫地机器人的“眼睛”和“耳朵”,帮助其感知周围的环境和做出反应。

但是由于受到技术限制,扫地机器人体内的传感器精度较低,才有可能使扫地机器人越过门槛,走出家门。

2、视觉导航技术弊端明显

传统意义上实现视觉导航的VSLAM主要通过两种视觉传感器来获取信息,一是深度摄像头,通过测距实现三维空间感知,也算作一种测距传感器,属于主动光源测距传感器,包括结构光和相位TOF两种。二是双目、多目、鱼眼导航传感器,属于非主动光源传感器,工作机制类似于人眼,根据三角测距的原理,通过分析两个传感器采集到的图像的差异,计算出距离信息。

视觉导航技术的优势在于成本较低,最基础的功能仅需要可以采集到清晰环境图像信息的摄像头,以及处理信息的计算单元,搭载训练完成的AI模型,即可实现。较低的物料成本意味着较低的产品价格,更易被消费者接受,用户数量增加便可以不断训练AI模型,形成良性循环。以及双目导航传感器等非主动光源测传感器是通过接受环境光计算距离,理论上可以建图的区域更大。

视觉导航技术的弊端也同样突出,毕竟硬件条件过于薄弱,正是由于仅靠摄像头来采集信息,主动光源测距传感器由于功率较低,很容易受到环境光的干扰,而非主动光源测距传感器在光线条件不好的情况下几乎无法工作,对光线的要求很高;其次,非主动光源测距传感器和人眼一样,距离越大,误差越大,同时过多的光线数据也让处理单元难以负荷。

加之SLAM技术研究起步较晚,所以目前应用相对较少,同时也要配合陀螺仪等传感器共同工作,主要为惯性导航,单个摄像头的作用仅为纠偏,如科沃斯DJ65扫地机器人,采用视觉导航,同时辅助导航和定位的传感器还有罗盘传感器、陀螺仪、跌落传感器、里程计等。

怎样从防止扫地机器人“逃跑”?

如果想从根源上解决问题,不妨在视觉导航中加入激光导航技术。起步更早的激光导航技术的基本原理相对简单,其一即为激光测距,激光测距就是朝向特定方向发射一束光线,光线遇到物体反弹回来被接收器捕获,已知光速,通过时间便可以计算出自身与物体之间的距离。区别在于,激光测距只需要发射一次接受一次,而激光导航技术高一个维度,通过向各个方向更多点位测距,可以二维地建图或三维地建模,同时确定扫地机器人自身的位置;其二则为利用两点间的距离信息进行三角测距。

通过上述的讲解,我们知道了实现激光导航技术需要的硬件有可以同时向多个点位多个方向测距的激光收发器,一般称为激光雷达测距传感器。由于其原理较为简单,早在05年便已比较成熟,是目前最稳定、最主流的定位导航方法。现在市场上有不少产品采用LDS激光导航算法,比如石头扫地机器人T6和米家扫拖一体机器人等,这类产品搭载的被称为LDS激光雷达测距传感器,另外就是处理距离信息和建模的处理单元。

由于原理更简单,涉及计算量也不至于短时间内让处理单元难以负载,并且在同一环境下得到的数据更加精确,所以使用激光导航技术的扫地机器人往往可以更精准地绘制二维地图或三维模型,配合“悬崖传感器”等还可以应对各种地形,防止扫地机器人从较高处如台阶跌落。

浪潮过后,劣势显现

扫地机器人作为新鲜事物,在前几年成为了家电市场中最火爆的单品之一,引来了不少的尝鲜者。据奥维云网(AVC)全渠道推总数据显示,2016年至2018年,我国扫地机器人零售量复合增长率为49%,其增速远超其他家电品类,2018年零售额规模78亿元。

其火爆的原因之一在于"代经济"的兴起。在互网的崛起过程中,人们生活中各种习惯逐渐被取代,从以前的堂食到如今送到面前的外卖,各种代跑腿服务,打游戏甚至都要找个代练。"代经济"的产生一方面满足了人们在都市快节奏中的生活需求,另一方面契合人们的精神需求。它既是现代技术高度发达的产物,也是反主流文化在服务零售领域突进的结果。

"代经济"有丰富多样的层次,发生在人们生活中的各个领域,只要存在真实需求,只要能够缩短社会劳动时间,就有其生存的土壤,清洁卫生显然是人们的刚需,不过代经济虽是社会经济发展状况的产物,但同样需要提高生产效率,满足人们的基本诉求,也需要服从于正常的市场需求,而之前那群扫地机器人的尝鲜者似乎变成了"牺牲者"。

据奥维云网数据显示,2019年上半年,扫地机器人线上市场零售量增长率较去年同期下降了7.4%,市场需求明显放缓,同时,吸尘器市场规模为91.2亿元,同比增长率回落24.1%,当年的"爆款"之势不再。

目前的扫地机器人市场垄断程度极高,科沃斯、小米、石头前三家企业的市占率达到了72.5%,irobot、戴森、美的、海尔等一些类消费电子和家电公司在后面也是紧追不舍,从目前大环境来看,大家的日子似乎都不太好过。

科沃斯是最早的扫地机器人企业,2018年5月28日,科沃斯机器人股份有限公司在上海证券交易所主板正式上市交易,成为A股市场的"扫地机器人第一股",股价曾一度上涨至63.55元/股,最高市值突破300亿元。然而截止7月22日,其股价已经跌倒了30元以下,总市值也仅有166.32亿。

与之相对应的,科沃斯的业绩却陷入接连滑坡的尴尬境地,2019年一季度科沃斯业绩降速,2019年上半年,科沃斯实现营收24.27亿元,同比下降3.80%;实现净利润1.32亿元,同比下降36.63%。2019年第三季度,科沃斯营收同比下降17.18%,归母净利润跌至负值,同比下降137.5%。科沃斯将业绩下滑归咎于公司下调服务机器人ODM 、扶持自主品牌的业务调整。

石头科技成立于2014年,入场虽晚,但是早期时候依靠为小米ODM贴牌生产扫地机器人,抓住了机遇,后来石头推出了自己品牌的扫地机器人,两者也从协作关系变为了竞争关系,如今石头已经在科创板上市,"去小米"的趋势下石头必然失去小米这个优势渠道。

随着石头的出走,小米失去了石头的技术优势,据说如今小米扫地机器人的制造商已经变为了云米,小米或许打算重新扶持一位小米生态链中的企业进入扫地机器人领域,不过劣势也很明显,毕竟技术差距不是短时间可以弥补的。

irobot作为一家老牌扫地机器人企业,拥有着多年的技术积累,专利也更多,但是由于西方对于隐私保护的敏感性,irobot缺乏必要的数据优化算法,技术进步速度与企业相比或许较慢。作为一家外国企业,2016年iRobot才进入市场,对市场认知程度或许有些不足,在市场份额上与前三者相比仍有差距。

结语:扫地机器人是典型的萨伊定律下供给创造的需求,想让其不再“逃跑”,还需要在技术上再做突破。同时,市场还需要培育,用户习惯也需要养成,市场的做大需要所有企业的努力。

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!