泡問泡答：掃地機(jī)上的攝像頭有什么用？
隨著近幾年掃地機(jī)機(jī)器人技術(shù)的逐步成熟，掃地機(jī)器人的性能有了更進(jìn)一步的提升。在此背景下，越來越多的消費(fèi)者會(huì)選擇添置一臺(tái)掃地機(jī)器人解決家居環(huán)境的清潔問題。
在掃地機(jī)器人的發(fā)展中，其技術(shù)在一路演進(jìn)，不斷的進(jìn)行迭代升級(jí)，從而為消費(fèi)者打造了越發(fā)優(yōu)秀的體驗(yàn)。在現(xiàn)階段，眾多掃地機(jī)器人已經(jīng)使用上了更加精確的避障導(dǎo)航方案，從初代的隨機(jī)性避障/規(guī)劃到現(xiàn)階段越來越多中高端掃地機(jī)器人所配備的視覺/ToF/3D 結(jié)構(gòu)光+LDS激光方案組合避障/規(guī)劃。我們可以看到，越來越多的掃地機(jī)器人在以往配備的LDS激光系統(tǒng)之外，還加入了視覺系統(tǒng)。那么引入的視覺系統(tǒng)有什么作用？讓我們一起了解掃地機(jī)器人上的視覺系統(tǒng)。
掃地機(jī)器人的發(fā)展：
在1997年，世界上第一臺(tái)掃地機(jī)器人由伊萊克斯制造面市，在當(dāng)時(shí)，第一代的掃地機(jī)器人采用的是隨機(jī)碰撞式的導(dǎo)航技術(shù)，即利用機(jī)身與周圍物體進(jìn)行碰撞，在接觸到障礙物后進(jìn)行清掃方向的改變，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境的清掃。由于技術(shù)的限制，這一代產(chǎn)品對(duì)于家居環(huán)境的打掃會(huì)出現(xiàn)很多遺漏，并且還會(huì)出現(xiàn)多次重復(fù)清潔的情況。
△第一代掃地機(jī)器人
而在此后，第二代的掃地機(jī)器人在導(dǎo)航技術(shù)方面有了一定的升級(jí)，其采用了陀螺儀+碰撞檢測(cè)技術(shù)，增加了陀螺儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄，可以記錄清掃的里程，在一定的算法加持下，擁有初步的導(dǎo)航能力，但是依然存在第一代掃地機(jī)器人所面臨的清掃效果不佳的問題。
第三代掃地機(jī)器人則是有了大幅度的升級(jí)，在第三代機(jī)器人上配備了LDS激光雷達(dá)，能夠快速檢測(cè)距離，建立戶型地圖，規(guī)劃清掃路線，避免重復(fù)清潔，整體可用性有了長(zhǎng)足的飛躍。
第三代掃地機(jī)器人在解決了戶型圖建立，規(guī)劃清掃線路之外，并不能很好的解決障礙物的躲避問題，所以再此基礎(chǔ)上，又一批搭載了多種傳感器組合方案的掃地機(jī)器人也被推出。
目前掃地機(jī)器人避障的技術(shù)路線：
目前市場(chǎng)上的掃地機(jī)器人除了單一配備LDS激光導(dǎo)航技術(shù)之外，市面上常見的避障技術(shù)路線有以下選擇：以可見光攝像頭為核心的視覺系統(tǒng)、以紅外光/激光為核心的3D 結(jié)構(gòu)光/ ToF 系統(tǒng)。
而這兩種技術(shù)路線各有其優(yōu)缺點(diǎn)所在，以紅外光/激光為核心的3D 結(jié)構(gòu)光/ ToF 系統(tǒng)可以擁有更長(zhǎng)距離的探測(cè)范圍，并且由于其原理，在探測(cè)距離方面擁有更加精準(zhǔn)的表現(xiàn)，但其不能分辨出障礙物的類型，只能通過探測(cè)到的距離與大小進(jìn)行障礙的規(guī)避。
以可見光攝像頭為核心的視覺系統(tǒng)，也可以利用視覺相差，實(shí)現(xiàn)對(duì)于距離的判斷，但精度會(huì)稍遜于前者，但可根據(jù)圖像識(shí)別出障礙物，能根據(jù)物品做到更具有策略性的避障，在避障清潔中也擁有一定的優(yōu)勢(shì)。
在開發(fā)難度上，采用視覺系統(tǒng)需要更高的成本投入，其需要在攝像頭的數(shù)據(jù)上，達(dá)到對(duì)距離信息、物品信息等一系列內(nèi)容的提取，并且還要投入大量的成本，對(duì)機(jī)器識(shí)別算法進(jìn)行訓(xùn)練。所以在現(xiàn)階段，采用視覺方案的掃地機(jī)器人都是屬于較為高端的產(chǎn)品。
掃地機(jī)器人配備的攝像頭有什么用？
例如科沃斯在近期推出的科沃斯T9 AIVI就是采用了視覺系統(tǒng)進(jìn)行更加精確的避障功能實(shí)現(xiàn)。
△科沃斯T9 AIVI
科沃斯T9 AIVI在傳統(tǒng)視覺避障技術(shù)配備LDS激光導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，將LDS激光導(dǎo)航升級(jí)為航天級(jí)的D-ToF雷達(dá)，對(duì)比較于采用LDS激光導(dǎo)航的產(chǎn)品精度提升4倍。探測(cè)范圍提升2倍。
△航天級(jí)的D-ToF雷達(dá)
科沃斯T9 AIVI在全新升級(jí)的導(dǎo)航系統(tǒng)之外，還采用了單目識(shí)別的視覺系統(tǒng)進(jìn)行避障功能的實(shí)現(xiàn)，其配備了一顆960P分辨率超清攝像頭，配合科沃斯全新升級(jí)的AIVI 2.0系統(tǒng)，可通過攝像頭數(shù)據(jù)配合AI算法，進(jìn)一步的識(shí)別出包括襪子、抹布、拖鞋、電線、U形椅、地毯、充電座等7類地面常見障礙物，除此外T9 AIVI還可識(shí)別人形，以及“床”、“沙發(fā)”、“馬桶”等常見家居，并以此為依據(jù)，智能判定客廳、臥室、衛(wèi)生間等房間類型。
△配備攝像頭的科沃斯T9 AIVI
科沃斯DEEBOT T9 AIVI還具備深度學(xué)習(xí)能力，隨著使用過程中的數(shù)據(jù)采集與深度學(xué)習(xí)，識(shí)別也會(huì)越來越精確，其避障能力也將逐漸增強(qiáng)。并且根據(jù)不同的障礙物進(jìn)行合理的規(guī)避，完成其余家居空間的清掃。
△科沃斯T9 AIVI根據(jù)識(shí)別到的不同物體執(zhí)行不同的避障策略
通過引入以攝像頭為核心的視覺系統(tǒng)，科沃斯T9 AIVI可以更好地對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行判斷規(guī)劃、并且在清潔時(shí)更好的進(jìn)行避障，做到進(jìn)一步提升清掃效率。
并且通過掃地機(jī)器人配備的攝像頭，還可以實(shí)現(xiàn)更多的功能，例如科沃斯T9 AIVI可以通過配套的ECOVACS HOME App進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，并且利用所配備的攝像頭對(duì)家中進(jìn)行實(shí)時(shí)的查看。
△通過APP進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控/互動(dòng)
在家中有寵物時(shí)，科沃斯T9 AIVI配備的超清攝像頭加降噪麥克風(fēng)還可以讓用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程的互動(dòng)。這是掃地機(jī)器人配備攝像頭后，才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的功能。
總結(jié)：
掃地機(jī)器人引入攝像頭進(jìn)行避障功能的實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)階段需要更高的成本，通常只在中高端產(chǎn)品上才會(huì)配備。
△科沃斯T9 AIVI
以科沃斯T9 AIVI為例，掃地機(jī)器人上的攝像頭，在優(yōu)秀算法的加成下，可以實(shí)現(xiàn)不亞于3D結(jié)構(gòu)光/ToF 系統(tǒng)的避障探測(cè)精度，并且還能根據(jù)圖像進(jìn)一步判斷障礙物的類型，實(shí)現(xiàn)更有策略性的避障。
配備攝像頭的掃地機(jī)器人還可以進(jìn)行對(duì)家中環(huán)境的遠(yuǎn)程查看，或者和家中的寵物進(jìn)行遠(yuǎn)程的互動(dòng)。
從掃地機(jī)器人的后續(xù)發(fā)展來看，或許會(huì)有更多的高端掃地機(jī)器人配備攝像頭，為用戶帶來更加優(yōu)秀的體驗(yàn)。
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