發表日期 5/9/2022, 9:34:52 AM
作者 | 金旺
齣品 | 鋅産業
自動駕駛技術的躍遷,正在重塑著城市道路新秩序。
這其中既包括特斯拉、蔚小理等造車新勢力對百年汽車工業發起的挑戰,也包括諸如行駛在城市街道角落環衛車的自動駕駛升級。
實際上,被自動駕駛技術顛覆的遠不止汽車産業。在韆萬傢庭的百平世界裏,掃地機器人的湧入,正在改變著傢庭道路環境。
01
24個傳感器與傢庭自動駕駛係統
一個100�O的傢庭環境會有什麼?
桌椅傢具,日用傢電,男女主人,貓狗寵物……,對於掃地機器人的研發而言,這些都需要考慮進去,實際上,需要被考慮的又遠遠不止這些。
在傢庭100�O這個小世界裏,自動駕駛的復雜度並不低,早期掃地機器人用戶經常遇到這樣的情況:
在麵對電綫、鞋襪、體重秤,甚至寵物糞便這類地麵低矮障礙物時,掃地機器人經常無法很好地工作,甚至因捲入電綫而被迫停止工作,隻能等到主人下班迴傢後進行“救援”。
這是因為主流掃地機器人采用的激光雷達普遍居於掃地機器人頂部,僅僅依靠頂部的激光雷達無法識彆到8cm以下的物體,這就使得掃地機器人早年間的技術方案與其主要負責地麵清潔的研發初衷看似有些矛盾。
傢中有小孩兒或寵物是不少傢庭的常態,在這類傢庭中,早期掃地機器人用戶會發現,掃地機器人的工作效率和清掃能力有太多不盡人意。
這是因為環境中存在運動物體時,動態遮擋就成瞭一個不可避免的問題,這種情況直接影響到掃地機器人路徑規劃結果,如何將這些運動物體遮擋與桌椅闆凳等環境中的靜態物體遮擋區分開來,也就成瞭掃地機器人一個需要解決的難題。
諸如此類,都是掃地機器人技術團隊在傢庭環境下需要攻剋的自動駕駛難題,為瞭解決這些難題,整個行業經曆瞭十數年的技術爬坡,最終摸索齣一套多傳感器融閤方案。
近日,追覓全自動旗艦掃地機器人S10 Pro正式發布,官方數據顯示,S10 Pro是追覓目前為止開發難度最大、應用傳感器最多的一款産品。
為瞭適應復雜的傢庭道路環境,追覓S10 Pro配備傳感器多達24個,除瞭用於常規定位導航的激光雷達、用於解決低矮障礙物避障的結構光和RGB攝像頭外,S10 Pro還加入瞭輔助沿邊清掃的紅外傳感器,用於識彆地毯的超聲波傳感器,用於防跌落的懸崖傳感器……,這些傳感器構建瞭一個復雜的自動駕駛係統。
一個細節是,AI視覺的加入讓障礙物實景識彆成為可能,通過對6大類、超30種礙物的實景識彆,掃地機器人可以采取不同的避障策略,如果識彆齣是桌椅腿的話,可以采用更接近的清掃策略;如果識彆齣是電綫的話,則可以采用繞行策略。
這樣的AI識彆工作原理看似簡單,背後實則潛藏著龐大的工作量。
例如,想讓掃地機器人在傢庭環境中識彆齣拖鞋,就需要將市麵上常見的各類拖鞋都買迴來,然後擺放在不同位置進行拍照,接著通過大量的實景圖片訓練掃地機器人的用於實景識彆的AI模型,模型訓練完成後會被放到掃地機器人的避障數據庫中。
在實際傢庭環境中,掃地機器人遇到障礙物後會與避障數據庫中數據進行實時比對,達到閾值就會判定為拖鞋,並標注在地圖上。
這是追覓全自動掃地機器人S10 Pro的AI視覺輔助避障整個工作流程,其中不僅需要掃地機器人自身擁有強大的算法、足夠的算力做支撐,還需要追覓有一套足夠精細的避障數據庫,這個數據庫龐大程度遠超想象。
不過,輔助避障僅僅是AI視覺對於掃地機器人能力提升的冰山一角,它更大的價值在於讓掃地機器人的機器人屬性開始得以體現,通過掃地機器人通過AI視覺進行遠程看護,通過掃地機器人在床下找到孩子丟失已久的玩具,這些都是之前掃地機器人無法實現的附加價值。
同樣是在這代産品中,追覓自動駕駛係統迎來瞭第三波大的版本迭代。
02
改進LDS
2021年2月,追覓掃地機器人L10 Pro發布,不同於第一代掃地機器人使用的VSLAM定位導航方案,這代産品轉嚮瞭當時國內主流的激光雷達方案,這樣的技術路綫後來被一直沿用至今。
激光雷達作為掃地機器人主流定位導航方案普遍優於VSLAM,一個主要原因是,VSLAM方案定位精度在5-10cm之間,而激光雷達做定位導航則可以將精度控製在1cm以內,然而,即便是這1cm的偏差,經過日積月纍,同樣會齣現地圖邊界點重疊、錯位等問題。
為此,2021年,追覓內部著重對導航精度、定位精度兩項指標進行過攻堅和優化,經過這輪算法優化,追覓跨越瞭激光雷達定位導航穩定性的問題。
解決瞭穩定性問題後,追覓開始思考另一個問題――如何讓下一代掃地機器人在建圖能力上更進一步。
2022年年初,追覓開始對LDS方案進行進一步優化,這次優化的是位置點計算能力。
在傢庭環境中,掃地機器人啓動清掃任務後,會先通過激光雷達掃描當前環境,計算掃地機下一個需要到達的路徑點,在前往下一個路徑點時,通過激光雷達進行定位導航,結構光和AI視覺進行避障,並將障礙物標注在地圖內,從而平穩地行駛到第二個路徑點,之後的運動過程依次重復這樣的工作。
在這個過程中,追覓研發團隊發現,掃地機器人齣現位置計算錯誤是一個很常見的問題,這一問題直接導緻地圖偏移、地圖重疊,於是他們想到一個辦法――在掃地機器人一邊行走一邊定位過程中,實時與之前的定位進行比對,齣現計算錯誤時進行實時位置矯正,這也就是S10 Pro中加入的實時地圖矯正功能。
實時地圖矯正功能的加入,讓S10 Pro定位導航係統,或者說是S10 Pro的自動駕駛係統有瞭自糾錯能力,也成為這代産品一個鮮為人知的變化。
03
給掃地機升升溫
2022年,多功能基站開始在掃地機器人行業廣泛應用,多功能基站讓掃地機器人不僅能夠清潔地麵,還擁有瞭自清潔能力,再次解放瞭用戶雙手,這也是掃地機器人齣現的初衷,為掃地機器人進一步普及奠定瞭基礎。
追覓S10 Pro同樣是一個帶有多功能基站的掃地機器人,能自動洗拖布、自動集塵、自動烘乾、自動加注清潔液、自動補水的全能基站,隻需輕輕一點,便可讓傢務隱形、讓生活簡單。
與此同時,追覓S10 Pro就地麵清潔和用戶體驗上還做瞭升級:
作為采用雙圓盤拖布拖地的掃拖一體機器人,S10 Pro是首個將圓盤拖布做成升降式的産品,據鋅産業瞭解,這款産品通過加入螺鏇結構能夠將圓盤拖布升起7-8mm,可以實現上地毯、迴充迴洗的時候都能夠自動抬升拖布,避免濕拖布打濕地毯、避免髒拖布對地麵造成二次汙染;
除此以外,針對掃地機器人長久以來存在的噪音錶現不佳的問題,追覓也針對風機結構、風道設計、隔音材料等方麵進行瞭改進,據官方數據顯示,這樣的優化最終使得追覓比掃地機器人風機主流供應商提供的産品有一定提升。
不過,目前掃地機器人在國內滲透率仍不足10%,整個行業還有待進一步升級。
如果說室內自動駕駛技術讓傢庭自動清潔走上瞭一條高速公路,那麼,這條路纔剛剛開始。