掃地機器人的發展歷程

第一代：掃地機器人的誕生

1997年(nian)第一(yi)代(dai)掃地(di)機器(qi)(qi)(qi)人誕(dan)生于(yu)瑞典伊萊克斯三葉蟲專業(ye)家電(dian)制造商，三葉草(cao)采用位(wei)于(yu)機器(qi)(qi)(qi)后部(bu)的(de)(de)單(dan)滾刷(shua)及無(wu)邊刷(shua)設(she)計，擁有無(wu)電(dian)自動回(hui)充防跌落的(de)(de)功能。它(ta)的(de)(de)反(fan)應速度(du)、運算速度(du)以及機器(qi)(qi)(qi)行(xing)進速度(du)都比較慢，導(dao)致清掃的(de)(de)效率低下。同時它(ta)的(de)(de)設(she)計厚度(du)不(bu)合理，造成他無(wu)法深入很多(duo)家具底部(bu)進行(xing)清掃，也是(shi)該(gai)款(kuan)產(chan)品(pin)的(de)(de)最大詬病之(zhi)一(yi)。而其高昂的(de)(de)價(jia)格更是(shi)讓(rang)絕大多(duo)數消費者(zhe)望而卻(que)步，所(suo)以該(gai)款(kuan)產(chan)品(pin)的(de)(de)關注程度(du)較低。英國黑科技公司Dyson(戴森)曾于(yu)2001年(nian)設(she)計了一(yi)款(kuan)名為(wei)DC06的(de)(de)掃地(di)機器(qi)(qi)(qi)人，但因為(wei)價(jia)格過于(yu)高昂，并沒(mei)有推出市(shi)面。據說這款(kuan)吸塵器(qi)(qi)(qi)搭載(zai)了超過70個傳感(gan)器(qi)(qi)(qi)、兩臺機載(zai)計算機，有著強大的(de)(de)吸力和精(jing)確(que)的(de)(de)探測，上市(shi)的(de)(de)話大概要賣3000美(mei)元(折(zhe)合人民幣20690元)。

優點：自動回充，跌落設計缺點：價格貴，高(gao)度設計不(bu)合(he)理，清掃效率低。點評：第一代(dai)產品(pin)雖然有很大的(de)不(bu)足，但是(shi)它也屬于跨時(shi)代(dai)的(de)產品(pin)，時(shi)至(zhi)今日，還(huan)有不(bu)少國(guo)產掃地機沿(yan)用著當初第一代(dai)掃地機器(qi)人(ren)的(de)技術。

該圖片由注冊用戶"科技數碼行"提供，版權聲明反饋

第二代：隨機式清掃時代

到了2002年，美國科技公司iRobot推出了Roomba掃地機器人。其實，iRobot最早(zao)是做軍(jun)用及(ji)安防(fang)機(ji)(ji)器人起(qi)(qi)家(jia)，專門為美國政府、軍(jun)方(fang)、及(ji)各國高校和研究機(ji)(ji)構提供太空探(tan)測、戰地(di)救援、排爆、勘察、安保、研發等不(bu)同用途的機(ji)(ji)器人。而2002年的Roomba就(jiu)是iRobot轉型家(jia)用的首次嘗(chang)試。起(qi)(qi)初iRobot公司只(zhi)生產了(le)(le)15000多臺，但是在發布會(hui)上就(jiu)銷售了(le)(le)1萬多臺，他(ta)們(men)預感到(dao)強(qiang)烈的市場需(xu)求，于是同年圣誕節(jie)又(you)追加生產了(le)(le)5萬臺，以(yi)滿足節(jie)日(ri)需(xu)要(yao)，這一成功(gong)動(dong)作(zuo)之(zhi)后，正(zheng)式開(kai)啟了(le)(le)掃(sao)(sao)地(di)機(ji)(ji)器人的發展(zhan)爆發階段(duan)。但是隨之(zhi)而來(lai)的弊(bi)端也有不(bu)少，不(bu)少使用者抱怨：“我家(jia)掃(sao)(sao)地(di)機(ji)(ji)器人經常在掃(sao)(sao)過(guo)的地(di)方(fang)來(lai)回的走(zou)，有的地(di)方(fang)又(you)干脆不(bu)掃(sao)(sao)”；“工(gong)作(zuo)時候聲音太大了(le)(le)，只(zhi)要(yao)一工(gong)作(zuo)，午睡的小朋(peng)友都會(hui)被吵醒”；“有點呆(dai)板(ban)，不(bu)小心(xin)在地(di)上有插線(xian)板(ban)什么的，就(jiu)有可(ke)能(neng)被纏住，卡(ka)住半(ban)天”；“我家(jia)掃(sao)(sao)地(di)機(ji)(ji)走(zou)走(zou)位很風騷(sao)，很撲朔迷離”。

優點(dian)：厚度(du)(du)低(di)于12厘米以下(xia)，增加邊刷輔(fu)助清潔(jie)，清掃(sao)能力有(you)(you)所提高(gao)缺(que)點(dian)：隨(sui)機(ji)碰撞，覆(fu)蓋率低(di)，吸力較弱點(dian)評：第(di)二代(dai)產品減少了機(ji)身的厚度(du)(du)，增加了邊刷，對墻角的清潔(jie)能力有(you)(you)所提升，但(dan)是(shi)始(shi)終(zhong)還是(shi)隨(sui)機(ji)式的覆(fu)蓋較低(di)，一(yi)律叫大(da)清潔(jie)算法，有(you)(you)著天(tian)生的劣(lie)勢。

第三代：隨機是清掃時代-燈塔定位

考慮到(dao)隨機(ji)式機(ji)型(xing)(xing)遺(yi)漏問題嚴重(zhong)，iRobot又推出了一個類(lei)型(xing)(xing)號號稱燈(deng)塔的(de)(de)輔助定位掃(sao)地(di)機(ji)。燈(deng)塔發出信號能夠被(bei)掃(sao)地(di)機(ji)接收，從而判(pan)斷出自己和燈(deng)塔的(de)(de)距(ju)離，在很(hen)大程度上改(gai)善(shan)了之(zhi)前類(lei)似(si)無頭蒼蠅的(de)(de)情況。但(dan)是由于相對參照坐標，因(yin)此對燈(deng)塔的(de)(de)擺(bai)放(fang)有著極高的(de)(de)要(yao)求，很(hen)多(duo)時候(hou)覆(fu)蓋率(lv)的(de)(de)高低完(wan)全取決于，擺(bai)放(fang)者的(de)(de)水(shui)平。因(yin)此，當你搜索燈(deng)塔掃(sao)地(di)機(ji)器人的(de)(de)關鍵詞的(de)(de)時候(hou)，往(wang)往(wang)會看看到(dao)大多(duo)都是，求助如(ru)何擺(bai)放(fang)的(de)(de)。

優點：新的(de)(de)定位技術有(you)效的(de)(de)提高的(de)(de)覆(fu)蓋率至99%缺(que)點：燈(deng)塔擺(bai)放的(de)(de)位置要(yao)(yao)求極高，需要(yao)(yao)定期充電點評：雖然(ran)想盡辦法解(jie)決遺留(liu)的(de)(de)問題(ti)，但始終有(you)點。隔靴搔癢治(zhi)標不治(zhi)本(ben)的(de)(de)感覺。一般情況下，一百平米的(de)(de)家庭需要(yao)(yao)三(san)個(ge)燈(deng)塔才(cai)能(neng)解(jie)決覆(fu)蓋問題(ti)，但是三(san)個(ge)燈(deng)塔的(de)(de)價格基本(ben)上就可以買一個(ge)掃地機了(le)！

第四代：規劃式清掃-攝像頭定位

隨后(hou)的(de)(de)幾年，不(bu)少科技公司開(kai)始研究規劃(hua)式掃(sao)(sao)地(di)(di)(di)機(ji)器(qi)人，最(zui)初的(de)(de)想法是(shi)讓掃(sao)(sao)地(di)(di)(di)機(ji)可以看(kan)到房間的(de)(de)情況，然(ran)后(hou)家里(li)清掃(sao)(sao)減少遺漏(lou)。這一臺掃(sao)(sao)地(di)(di)(di)機(ji)器(qi)人，它的(de)(de)核心技術(shu)是(shi)攝(she)(she)像(xiang)頭定位(wei)，用攝(she)(she)像(xiang)頭掃(sao)(sao)描(miao)周圍的(de)(de)環(huan)境(jing)，結(jie)合紅外傳(chuan)感器(qi)，每秒拍攝(she)(she)30張圖(tu)片生(sheng)成地(di)(di)(di)面(mian)固定面(mian)積十米墻面(mian)圖(tu)，然(ran)后(hou)利(li)用數學運算和(he)幾何三角法測(ce)繪出(chu)房間的(de)(de)地(di)(di)(di)圖(tu)，以此來進(jin)行(xing)導航(hang)，前(qian)(qian)面(mian)的(de)(de)路(lu)上會(hui)根據前(qian)(qian)后(hou)攝(she)(she)像(xiang)中(zhong)各個坐標位(wei)置的(de)(de)變(bian)化(hua)來判斷(duan)當前(qian)(qian)的(de)(de)移動路(lu)線，對其所構造(zao)的(de)(de)環(huan)境(jing)模型(xing)進(jin)行(xing)更(geng)新和(he)調整(zheng)。著名傳(chuan)統吸(xi)塵器(qi)品牌Dyson十幾年前(qian)(qian)的(de)(de)掃(sao)(sao)地(di)(di)(di)機(ji)器(qi)人計劃(hua)失敗后(hou)，終于(yu)在2014年重返掃(sao)(sao)地(di)(di)(di)機(ji)器(qi)人市場，推(tui)出(chu)了(le)高端掃(sao)(sao)地(di)(di)(di)機(ji)器(qi)人360Eye。它利(li)用頂部搭載(zai)的(de)(de)攝(she)(she)像(xiang)頭全方(fang)位(wei)觀測(ce)并(bing)(bing)分析周圍環(huan)境(jing)，利(li)用算法得出(chu)房間的(de)(de)地(di)(di)(di)圖(tu)和(he)做出(chu)導航(hang)，并(bing)(bing)根據前(qian)(qian)后(hou)圖(tu)像(xiang)中(zhong)各個地(di)(di)(di)標的(de)(de)位(wei)置變(bian)化(hua)來判斷(duan)當前(qian)(qian)的(de)(de)移動路(lu)線，并(bing)(bing)對其所構建的(de)(de)環(huan)境(jing)模型(xing)進(jin)行(xing)更(geng)新與(yu)調整(zheng)。

優點：解決(jue)了定位問題有(you)規(gui)劃，而且提高了覆蓋率缺點：受光線影響很(hen)大，天(tian)黑了，無(wu)法自(zi)主清(qing)掃點評：第四(si)代(dai)掃地機器人從技術角度出發，通過攝像頭定位，有(you)效(xiao)地解決(jue)了清(qing)掃一個問題，但是受制于光線的影響，在昏暗的環境下工作還是很(hen)受限(xian)的，再者就(jiu)是造價高達上(shang)萬元(yuan)，致使無(wu)法普及(ji)，有(you)不(bu)少機型(xing)只存(cun)在于實驗室里。

第五代：規劃式清掃-激光掃描定位

到(dao)了，2010年邏輯的(de)(de)(de)(de)創始人賈(jia)科莫馬里(li)尼，在美國(guo)加州(zhou)硅谷推出了一款使用(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達測距的(de)(de)(de)(de)掃地(di)機器(qi)人，他(ta)的(de)(de)(de)(de)機身裝備了一個激(ji)光(guang)(guang)(guang)發(fa)射(she)器(qi)，一個激(ji)光(guang)(guang)(guang)接(jie)收(shou)器(qi)。在工作的(de)(de)(de)(de)時候，發(fa)射(she)器(qi)發(fa)射(she)激(ji)光(guang)(guang)(guang)，遇到(dao)障(zhang)礙物之后，激(ji)光(guang)(guang)(guang)會反射(she)，光(guang)(guang)(guang)會被接(jie)收(shou)器(qi)接(jie)收(shou)到(dao)，通過計算(suan)發(fa)射(she)器(qi)和接(jie)收(shou)的(de)(de)(de)(de)時間差(cha)。利用(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)速恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理以及一系列(lie)的(de)(de)(de)(de)算(suan)法，能夠算(suan)出障(zhang)礙物與機器(qi)之間的(de)(de)(de)(de)距離，生(sheng)成3d地(di)圖(tu)。能夠有效的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)入清掃區(qu)域和未清掃區(qu)域。Neato掃地(di)機器(qi)人于2010年推出，使用(yong)(yong)一個可(ke)以360度(du)旋(xuan)轉的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)測距儀掃描(miao)周圍的(de)(de)(de)(de)環境并進(jin)(jin)行(xing)即時定(ding)位(wei)與環境地(di)圖(tu)構建（SLAM），在此基礎(chu)上(shang)進(jin)(jin)行(xing)合理規(gui)劃清掃路(lu)線。Neato還可(ke)以進(jin)(jin)行(xing)斷點記憶(yi)恢復(fu)，當它因電量不(bu)足而(er)自動(dong)返(fan)(fan)回(hui)充電完畢后，可(ke)以從上(shang)次(ci)返(fan)(fan)回(hui)的(de)(de)(de)(de)斷點接(jie)著進(jin)(jin)行(xing)清掃。

優點(dian)：覆(fu)蓋(gai)率高，清潔(jie)能力強(qiang)，首創斷點(dian)式續(xu)掃缺點(dian)：價格(ge)是普通國產(chan)機(ji)(ji)的(de)(de)2到3倍，機(ji)(ji)身厚度約十厘米。點(dian)評：激光雷達目前(qian)看來是一個(ge)比較理(li)想的(de)(de)解決方案，配合(he)地形設(she)定于一千帕，大吸(xi)力覆(fu)蓋(gai)率，96%的(de)(de)同時有效的(de)(de)清潔(jie)地面，是目前(qian)市面上比較領(ling)先的(de)(de)機(ji)(ji)型。