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掃地機(jī)器人實(shí)現(xiàn)避障原理

越來越多的家庭入手掃地機(jī)器人來代替日常打掃，目前掃地機(jī)器人的清潔功能已經(jīng)能夠滿足大部分家庭的日常需求，清潔效率成為制約用戶體驗(yàn)的重要因素，網(wǎng)絡(luò)上也有掃地機(jī)器人 “智障低效”的吐槽，如何突破掃地機(jī)器人的清掃效率呢？目前行業(yè)的目光都聚焦在掃地機(jī)的重要功能——避障，它也是制約掃地機(jī)器人效率的重要因素。為什么說避障是影響掃地機(jī)器人效率的重要一環(huán)呢？用過掃地機(jī)器人的網(wǎng)友可能都有這種體會(huì)，在使用掃地機(jī)器人時(shí)，經(jīng)常會(huì)被地面上的障礙物卡住，或者因?yàn)槁肪€不準(zhǔn)確而出現(xiàn)磕磕碰碰，影響掃地效率。就像開車一樣，避障能力強(qiáng)的掃地機(jī)器人如同老司機(jī)，行車路線更直接精準(zhǔn)，自然效率更高。這就不得不提到機(jī)器人學(xué)術(shù)界的熱門話題——機(jī)器人避障技術(shù)，目前行業(yè)內(nèi)前沿的避障技術(shù)主要是激光雷達(dá)避障、3D 結(jié)構(gòu)光避障、3D TOF 避障、單目視覺避障、雙目視覺避障。說到 3D TOF大家應(yīng)該都不陌生，iPad Pro 通過搭載 TOF 模組，實(shí)現(xiàn)了超強(qiáng) AR 的體驗(yàn)。它的原理是采用紅外光源發(fā)射高頻光脈沖到物體上，然后接收從物體反射回去的光脈沖，通過探測(cè)光脈沖的飛行（往返）時(shí)間來計(jì)算被測(cè)物體離相機(jī)的距離。它也是目前手機(jī)主流的面部識(shí)別方式，通過光脈沖反射信息來獲得人臉信息進(jìn)行識(shí)別。但對(duì)于掃地機(jī)器人的避障應(yīng)用場(chǎng)景來說，3D ToF 劣勢(shì)在于分辨率較低，無法提供圖像信息來輔助識(shí)別避障。無法識(shí)別障礙物的情況下，避障效果自然要打折扣，因此 3D TOF 并不是掃地機(jī)器人最成熟的避障方式。對(duì)于掃地機(jī)器人來說，要想實(shí)現(xiàn)最好的避障效果，要借助圖像識(shí)別障礙物后再判斷運(yùn)動(dòng)軌跡。因此目前最先進(jìn)的掃地機(jī)器人技術(shù)都引入了計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)，前文提到的單目視覺避障和雙目視覺避障是兩種主流的視覺避障方式，都可以達(dá)到 2K 分辨率。不同的是單目避障先通過深度學(xué)習(xí)識(shí)別物體，然后檢測(cè)物體的 Bounding Box 來做測(cè)距預(yù)估和 3D 估計(jì)，因此對(duì)于未識(shí)別的物體，單目避障無法估計(jì)距離。就像在閉著一只眼睛的情況下，人對(duì)于不認(rèn)識(shí)的物體是無法估計(jì)大小和距離的。雙目避障在這一點(diǎn)上通過加了一個(gè)攝像頭來彌補(bǔ)了單目攝像頭的劣勢(shì)，雙目視覺的基本原理是利用兩個(gè)平行的攝像頭進(jìn)行拍攝，然后根據(jù)兩幅圖像之間的差異（視差），利用一系列復(fù)雜的算法計(jì)算出特定點(diǎn)的距離，當(dāng)數(shù)據(jù)足夠時(shí)還能生成深度圖。可以說雙目攝像頭能夠完成所有單目攝像頭能完成的功能，同時(shí)能夠獲得后者永遠(yuǎn)無法企及的深度信息，單目做不到雙目的 3D 立體視覺，同時(shí)它的成本適中，是解決掃地機(jī)器人避障難題的合適方案，石頭科技最近推出的石頭掃地機(jī)器人 T7 Pro 就采用了這一方案。與單目相比，它的優(yōu)勢(shì)在于能夠避障未識(shí)別過的物體，可以還原物體的三維信息，精確避讓，不會(huì)被地面上圖案欺騙，減少無中生有，避免漏掃。 IT之家了解到，雙目避障技術(shù)在無人機(jī)和無人駕駛上也早就得到應(yīng)用，目前大疆無人機(jī)、特斯拉及百度 L4 級(jí)量產(chǎn)自動(dòng)駕駛技術(shù)，均采用了雙目視覺系統(tǒng)。但是視覺方案的劣勢(shì)在于對(duì)光線條件要求高，這也是雙目避障也難以繞過的大坑。石頭科技采用的解決方案是用紅外 LED 補(bǔ)光燈，這樣在夜間使用時(shí)不會(huì)打擾用戶，同時(shí)定制了 RGB+IR 雙通的濾波片，白天強(qiáng)光下，紅外補(bǔ)光燈不打開，攝像頭內(nèi)部的 Sensor 主要接收可見光；夜晚暗光下，紅外補(bǔ)光燈自動(dòng)打開，Sensor 主要接收紅外光。通過這種特殊光學(xué)器件的使用，掃地機(jī)器人就可以實(shí)現(xiàn)白天夜晚全天候工作。在實(shí)際使用中，雙目避障系統(tǒng)在掃地機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景下的表現(xiàn)如何？IT之家也曾對(duì)石頭掃地機(jī)器人 T7Pro 的避障能力進(jìn)行過測(cè)試，在測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)除了簡(jiǎn)單的避開日常障礙物，AI 雙目避障也讓石頭掃地機(jī)器人 T7 Pro 的路線更加精準(zhǔn)。如下圖 GIF 所示，借助 AI 雙目避障系統(tǒng)對(duì)周圍桌腿的識(shí)別，石頭掃地機(jī)器人 T7 Pro 在狹窄的桌腿間輕松實(shí)現(xiàn) “倒車入庫”，提高清掃效率。目前市面上不同價(jià)位的掃地機(jī)器人品種繁多，千元以下的大多為隨即碰撞避障方式，價(jià)位較高的旗艦產(chǎn)品則多數(shù)采用視覺方案，在選購時(shí)可以根據(jù)自己的目標(biāo)價(jià)位和實(shí)際需求選購最適合自己的產(chǎn)品。

標(biāo)簽：延安黔東保山郴州廈門紅河濟(jì)源韶關(guān)

巨人網(wǎng)絡(luò)通訊聲明：本文標(biāo)題《掃地機(jī)器人實(shí)現(xiàn)避障原理》，本文關(guān)鍵詞掃地,機(jī)器人,實(shí)現(xiàn),避障,；如發(fā)現(xiàn)本文內(nèi)容存在版權(quán)問題，煩請(qǐng)?zhí)峁┫嚓P(guān)信息告之我們，我們將及時(shí)溝通與處理。本站內(nèi)容系統(tǒng)采集于網(wǎng)絡(luò)，涉及言論、版權(quán)與本站無關(guān)。

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