掃地機器人的發展歷程

第一代：掃地機器人的誕生

1997年第一(yi)代掃地機(ji)器人(ren)(ren)誕生于瑞典(dian)伊萊克斯三葉蟲專業家電制造(zao)商，三葉草采用位于機(ji)器后(hou)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)滾刷及無邊刷設(she)計(ji)，擁有(you)無電自動回(hui)充防(fang)跌落的(de)(de)(de)(de)(de)功能。它的(de)(de)(de)(de)(de)反應速度、運算速度以及機(ji)器行(xing)(xing)進(jin)速度都比較慢，導致清掃的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率低下。同時它的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)厚度不(bu)合(he)理，造(zao)成他無法深入很多(duo)家具底部(bu)進(jin)行(xing)(xing)清掃，也是該款產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)詬(gou)病之一(yi)。而(er)其高昂(ang)的(de)(de)(de)(de)(de)價格更是讓絕大(da)(da)多(duo)數消費者(zhe)望而(er)卻步，所以該款產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)注程度較低。英國黑(hei)科(ke)技(ji)公司(si)Dyson(戴森(sen))曾于2001年設(she)計(ji)了一(yi)款名為DC06的(de)(de)(de)(de)(de)掃地機(ji)器人(ren)(ren)，但因為價格過(guo)于高昂(ang)，并(bing)沒(mei)有(you)推(tui)出市面。據說這(zhe)款吸(xi)塵器搭載(zai)了超過(guo)70個傳感器、兩臺機(ji)載(zai)計(ji)算機(ji)，有(you)著(zhu)強(qiang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)力和精確的(de)(de)(de)(de)(de)探測(ce)，上市的(de)(de)(de)(de)(de)話(hua)大(da)(da)概要賣3000美元(折合(he)人(ren)(ren)民(min)幣20690元)。

優(you)點：自動回充，跌落(luo)設計(ji)缺點：價格貴，高度(du)設計(ji)不(bu)合理，清掃(sao)效(xiao)率低。點評：第(di)一代(dai)產(chan)(chan)品雖然有很大的(de)不(bu)足(zu)，但是它(ta)也(ye)屬(shu)于(yu)跨時代(dai)的(de)產(chan)(chan)品，時至今日，還有不(bu)少國產(chan)(chan)掃(sao)地(di)機沿用著當(dang)初(chu)第(di)一代(dai)掃(sao)地(di)機器人的(de)技術。

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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最早是(shi)(shi)做軍(jun)用(yong)及安防機器人(ren)起(qi)家，專門為美國政府、軍(jun)方、及各國高校和研(yan)究(jiu)機構提供(gong)太(tai)空探測、戰(zhan)地救援、排爆(bao)、勘察、安保、研(yan)發(fa)(fa)等不(bu)(bu)同用(yong)途的(de)機器人(ren)。而2002年的(de)Roomba就是(shi)(shi)iRobot轉型家用(yong)的(de)首(shou)次(ci)嘗(chang)試。起(qi)初iRobot公司只生(sheng)產(chan)了(le)(le)15000多(duo)臺(tai)，但是(shi)(shi)在發(fa)(fa)布會上就銷(xiao)售了(le)(le)1萬多(duo)臺(tai)，他們(men)預感到強(qiang)烈的(de)市場(chang)需(xu)(xu)求(qiu)，于是(shi)(shi)同年圣誕節(jie)(jie)又追加生(sheng)產(chan)了(le)(le)5萬臺(tai)，以滿(man)足節(jie)(jie)日需(xu)(xu)要，這一(yi)成(cheng)功動作之后，正式開(kai)啟了(le)(le)掃地機器人(ren)的(de)發(fa)(fa)展(zhan)爆(bao)發(fa)(fa)階段。但是(shi)(shi)隨之而來(lai)的(de)弊端也有(you)不(bu)(bu)少，不(bu)(bu)少使用(yong)者(zhe)抱怨(yuan)：“我家掃地機器人(ren)經常(chang)在掃過的(de)地方來(lai)回(hui)的(de)走(zou)，有(you)的(de)地方又干(gan)脆不(bu)(bu)掃”；“工作時候聲音(yin)太(tai)大了(le)(le)，只要一(yi)工作，午睡的(de)小朋友都(dou)會被吵醒”；“有(you)點呆板，不(bu)(bu)小心在地上有(you)插線(xian)板什么(me)的(de)，就有(you)可能被纏住，卡(ka)住半天”；“我家掃地機走(zou)走(zou)位很(hen)風騷，很(hen)撲朔迷離”。

優點：厚度低于12厘米以下，增(zeng)加(jia)邊刷輔助清潔(jie)，清掃能(neng)力(li)有所提高缺點：隨(sui)(sui)機碰撞，覆(fu)蓋(gai)(gai)率低，吸力(li)較弱點評：第二代產品減(jian)少了機身(shen)的厚度，增(zeng)加(jia)了邊刷，對(dui)墻角的清潔(jie)能(neng)力(li)有所提升(sheng)，但是(shi)始終還是(shi)隨(sui)(sui)機式的覆(fu)蓋(gai)(gai)較低，一(yi)律叫大清潔(jie)算法(fa)，有著天生(sheng)的劣(lie)勢。

第三代：隨機是清掃時代-燈塔定位

考慮到隨(sui)機(ji)式機(ji)型遺(yi)漏問(wen)題嚴重，iRobot又推出了一(yi)個(ge)類(lei)型號號稱(cheng)燈(deng)塔(ta)(ta)的(de)輔助定位掃(sao)地機(ji)。燈(deng)塔(ta)(ta)發(fa)出信號能夠被(bei)掃(sao)地機(ji)接收，從而判(pan)斷出自己和燈(deng)塔(ta)(ta)的(de)距(ju)離，在很大(da)程度上改(gai)善(shan)了之前類(lei)似無頭蒼蠅的(de)情(qing)況。但(dan)是(shi)由于相對參照坐標，因(yin)此對燈(deng)塔(ta)(ta)的(de)擺(bai)放有著(zhu)極高的(de)要求，很多時候(hou)覆蓋率的(de)高低完全取決于，擺(bai)放者的(de)水平。因(yin)此，當你搜索燈(deng)塔(ta)(ta)掃(sao)地機(ji)器人的(de)關鍵詞的(de)時候(hou)，往往會看(kan)看(kan)到大(da)多都是(shi)，求助如(ru)何擺(bai)放的(de)。

優點(dian)：新(xin)的(de)定位技術有(you)效的(de)提高(gao)的(de)覆蓋(gai)率至(zhi)99%缺(que)點(dian)：燈(deng)塔擺放(fang)的(de)位置(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)極高(gao)，需要(yao)(yao)定期充(chong)電點(dian)評(ping)：雖然想盡(jin)辦法解(jie)決遺留的(de)問題，但始終(zhong)有(you)點(dian)。隔靴搔癢治(zhi)標不(bu)治(zhi)本的(de)感覺。一(yi)般(ban)情況(kuang)下(xia)，一(yi)百平(ping)米的(de)家庭需要(yao)(yao)三(san)個燈(deng)塔才能解(jie)決覆蓋(gai)問題，但是三(san)個燈(deng)塔的(de)價格基本上就(jiu)可(ke)以買一(yi)個掃(sao)地機了！

第四代：規劃式清掃-攝像頭定位

隨后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)幾(ji)年(nian)，不少科技公司開始研究(jiu)規(gui)劃式掃(sao)(sao)(sao)(sao)地(di)(di)(di)(di)機(ji)器人，最初的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法(fa)(fa)是(shi)讓掃(sao)(sao)(sao)(sao)地(di)(di)(di)(di)機(ji)可以(yi)看到房(fang)間的(de)(de)(de)(de)情況，然后(hou)(hou)家里清掃(sao)(sao)(sao)(sao)減少遺漏。這一臺掃(sao)(sao)(sao)(sao)地(di)(di)(di)(di)機(ji)器人，它的(de)(de)(de)(de)核心技術是(shi)攝像(xiang)頭(tou)定位(wei)，用(yong)攝像(xiang)頭(tou)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描周圍的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)，結合紅外(wai)傳感(gan)器，每秒拍攝30張圖(tu)片生成地(di)(di)(di)(di)面(mian)固定面(mian)積十米墻面(mian)圖(tu)，然后(hou)(hou)利(li)(li)(li)用(yong)數(shu)學運(yun)算和(he)幾(ji)何三角法(fa)(fa)測(ce)繪(hui)出(chu)房(fang)間的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)圖(tu)，以(yi)此來(lai)進(jin)(jin)行導航(hang)，前(qian)(qian)面(mian)的(de)(de)(de)(de)路(lu)上會根(gen)據前(qian)(qian)后(hou)(hou)攝像(xiang)中各(ge)個坐標位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)來(lai)判斷(duan)當(dang)前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)移動(dong)(dong)路(lu)線(xian)，對其所構造(zao)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)模型進(jin)(jin)行更新和(he)調整。著名傳統吸塵器品牌Dyson十幾(ji)年(nian)前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)(sao)(sao)地(di)(di)(di)(di)機(ji)器人計劃失敗后(hou)(hou)，終于在(zai)2014年(nian)重返掃(sao)(sao)(sao)(sao)地(di)(di)(di)(di)機(ji)器人市場，推(tui)出(chu)了高端掃(sao)(sao)(sao)(sao)地(di)(di)(di)(di)機(ji)器人360Eye。它利(li)(li)(li)用(yong)頂部搭載的(de)(de)(de)(de)攝像(xiang)頭(tou)全方位(wei)觀測(ce)并分(fen)析周圍環(huan)境(jing)(jing)(jing)，利(li)(li)(li)用(yong)算法(fa)(fa)得出(chu)房(fang)間的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)圖(tu)和(he)做出(chu)導航(hang)，并根(gen)據前(qian)(qian)后(hou)(hou)圖(tu)像(xiang)中各(ge)個地(di)(di)(di)(di)標的(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)變化(hua)來(lai)判斷(duan)當(dang)前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)移動(dong)(dong)路(lu)線(xian)，并對其所構建的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)模型進(jin)(jin)行更新與調整。

優點(dian)(dian)：解(jie)(jie)決(jue)了定(ding)位問題有(you)規劃，而且提高了覆蓋率缺點(dian)(dian)：受光(guang)線影響(xiang)很大，天黑了，無(wu)法自主清掃(sao)(sao)點(dian)(dian)評(ping)：第(di)四代掃(sao)(sao)地機器人從技術角度(du)出發(fa)，通過攝(she)像頭定(ding)位，有(you)效地解(jie)(jie)決(jue)了清掃(sao)(sao)一(yi)個問題，但是受制于光(guang)線的(de)影響(xiang)，在(zai)昏(hun)暗的(de)環境下工作還是很受限的(de)，再者(zhe)就是造價高達上萬元，致(zhi)使無(wu)法普及(ji)，有(you)不(bu)少機型只存在(zai)于實(shi)驗室里。

第五代：規劃式清掃-激光掃描定位

到(dao)了(le)(le)，2010年(nian)邏(luo)輯的(de)(de)(de)創(chuang)始人賈科莫馬(ma)里尼，在美國加州硅谷推出了(le)(le)一(yi)款(kuan)使(shi)用激(ji)(ji)(ji)光(guang)雷達測距的(de)(de)(de)掃(sao)地(di)機器(qi)(qi)人，他的(de)(de)(de)機身(shen)裝備了(le)(le)一(yi)個激(ji)(ji)(ji)光(guang)發(fa)射(she)(she)器(qi)(qi)，一(yi)個激(ji)(ji)(ji)光(guang)接收(shou)器(qi)(qi)。在工作的(de)(de)(de)時(shi)候，發(fa)射(she)(she)器(qi)(qi)發(fa)射(she)(she)激(ji)(ji)(ji)光(guang)，遇到(dao)障礙(ai)物(wu)之后，激(ji)(ji)(ji)光(guang)會(hui)反射(she)(she)，光(guang)會(hui)被接收(shou)器(qi)(qi)接收(shou)到(dao)，通(tong)過計算(suan)(suan)發(fa)射(she)(she)器(qi)(qi)和(he)接收(shou)的(de)(de)(de)時(shi)間差。利(li)用光(guang)速(su)恒(heng)定的(de)(de)(de)原理以(yi)及(ji)一(yi)系列的(de)(de)(de)算(suan)(suan)法，能夠(gou)算(suan)(suan)出障礙(ai)物(wu)與機器(qi)(qi)之間的(de)(de)(de)距離，生成3d地(di)圖(tu)。能夠(gou)有效的(de)(de)(de)進(jin)入清(qing)(qing)掃(sao)區(qu)(qu)域(yu)和(he)未清(qing)(qing)掃(sao)區(qu)(qu)域(yu)。Neato掃(sao)地(di)機器(qi)(qi)人于2010年(nian)推出，使(shi)用一(yi)個可以(yi)360度旋轉的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)測距儀掃(sao)描(miao)周圍的(de)(de)(de)環境并(bing)進(jin)行(xing)即時(shi)定位與環境地(di)圖(tu)構建(jian)（SLAM），在此基礎上進(jin)行(xing)合理規(gui)劃清(qing)(qing)掃(sao)路線。Neato還可以(yi)進(jin)行(xing)斷(duan)點記憶恢復，當它因(yin)電量不足而(er)自動返回充電完(wan)畢后，可以(yi)從(cong)上次(ci)返回的(de)(de)(de)斷(duan)點接著進(jin)行(xing)清(qing)(qing)掃(sao)。

優點(dian)(dian)：覆蓋率(lv)高，清潔(jie)(jie)能力強，首創斷點(dian)(dian)式續掃缺點(dian)(dian)：價格是普通國產機(ji)(ji)的(de)2到3倍，機(ji)(ji)身厚度(du)約(yue)十厘米。點(dian)(dian)評：激光(guang)雷達目前看來是一(yi)(yi)個比(bi)較理想的(de)解決方案，配合地形設定于(yu)一(yi)(yi)千帕，大吸力覆蓋率(lv)，96%的(de)同時有效的(de)清潔(jie)(jie)地面(mian)，是目前市面(mian)上比(bi)較領先的(de)機(ji)(ji)型。