掃地機器人,又稱自動打掃機、智能吸塵、機器人吸塵器等,是智能家用電器的一種,能憑借一定的人工智能,自動在房間內完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式,將地面雜物先吸納進入自身的垃圾收納盒,從而完成地面清理的功能。一般來說,將完成清掃、吸塵、擦地工作的機器人,也統一歸為掃地機器人。
自動掃地機工作原理
首先是對環境的識別。這里主要包含幾個方面:
一是對房間大小的整體記錄與掃描: 通過幾個對環境的熟悉,掃地機器人的微電腦會在內部形成房間的定置圖,房間有多大?房間的家具如何擺放?房間中哪些地方是不能去打掃的?等等這一系列的空間掃描結果,都會存儲在掃地機的微電腦里,然后通過天花板衛星定位系統,來根據當前的位置,制定相應的工作計劃。
二是對地面垃圾的識別: 它通過紅外感應,識別地板上垃圾的種類,然后決定是用吸還是用掃或是用擦的方式進行清理。當前的掃地機器人在這一點上還只能做到識別有沒有垃圾,無法分辯種類,在清掃的方式上也比較單一,這是掃地機器人今后要解決的難題。
其次掃地機器人智能化的第二個方面主要表現在制定清潔方式:
對于掃地機器人來說,可能會內置很多種清潔方式,比如直線型,沿邊打掃型,螺旋形,交叉打掃,重點打掃等,但針對不同的垃圾種類用哪種方式就需要微電腦來決定。一般來說,微電腦會根據感應到的垃圾種類,垃圾的數量等來決定需要的清潔方式。
三是清掃的過程: 兩個卷動式掃把設于機身的底部,其高速運轉能把周圍的塵埃和雜物卷入到垃圾儲存盒當中。兩側的圓形掃把能貼近地面旋轉,有助于把墻角的污物推入中央的卷動掃把,達到一塵不染的目的。底部轉動的掃把可以減少與地面的摩擦,既不會劃傷地板,在地毯上使用時也可靈活自如。它的連桿具有伸縮功能,可適合不同身高人群需要。它采用無線式設計,選用高性能可反復充電使用的電池,安全、操作簡單,不受線長控制。它的外形纖巧省電,充電位置設于機身背部,一次充電8小時,可正常工作1小時左右,使用起來十分方便。
掃地機器人定位系統分析
定位就好比人的感官,讓掃地機能準確知道自己的位置,為實現規劃清掃做準備,目前使用的技術有RPS激光定位系統、vSLAM圖像位移定位系統、無線載波室內定位系統。
RPS激光定位系統:通過360°不斷旋轉的激光探頭,測量掃地機器人與環境距離變化來實現定位。這種定位系統的缺點就是探頭價格昂貴,而且工作時需要不停地旋轉,壽命很有限;
vSLAM圖像位移定位系統:通過掃地機器人配備高清攝像頭向上拍攝天花板圖像的偏差變化定位坐標,這種移定位系統對天花板上有參照物的要求比較高,如果參照物的特征信息或者幾何形狀模糊,定位精度將受到大大的影響;
無線載波室內定位系統:通過在充電座和機器人無線載波探頭雙重測量距離變化定位坐標。這種定位方式得到的坐標精度較高。