家務(wù)，是我們?nèi)粘Ｃ鎸Φ囊淮箅y題。雖然并不會浪費(fèi)過多時間，但是每天都需要完成掃地這樣的工作，卻也讓工作一天的人們有些頭疼。掃地機(jī)器人的出現(xiàn)，則有效地解決了這個問題。曾經(jīng)，掃地機(jī)器人僅能憑借“本能”，在家中的地面上胡亂行走，以擴(kuò)大覆蓋面積，從而達(dá)到清掃家中地面的目的。但如今市場上的掃地機(jī)器人，則大都開始使用一些定位技術(shù)，讓掃地機(jī)器人可以“明白”自己所處的位置，以及應(yīng)該前往的位置。在這些技術(shù)下，掃地機(jī)器人不再僅僅雜亂無章的工作，而是以最短的時間及路徑完成地面的覆蓋。究竟這些技術(shù)是如何做到的？今天，小編就帶大家了解掃地機(jī)器人所使用的定位技術(shù)。
相較于野外的定位方式，掃地機(jī)器人的工作環(huán)境決定了它需要對環(huán)境感知更精確。從定位方式來看，可分為相對定位和絕對定位兩種。相對定位可在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)定位，精度較高，且穩(wěn)定性較好，但隨著時間和距離的增加，誤差不斷累計最終將超過定位所允許的最大誤差范圍，對定位精度造成影響。絕對定位由于測位方式不同，所測位置在時間和空間上有著相互獨(dú)立的特性，不會因?yàn)殚L時間使用造成定位失敗，但這類定位方式容易受到包括噪聲、環(huán)境以及信號等因素的干擾，可能會在短時間內(nèi)形成較大擾動。
掃地機(jī)器人相對定位技術(shù)
碼盤法是相對定位法中成本最低廉的方法。它的定位原理是使用安裝于車輪上的光電碼盤對轉(zhuǎn)過的車輪數(shù)進(jìn)行計算，通過位移量計算機(jī)器人所處位置。但這樣的計算方式誤差較大。
在相對定位中，航位推算法是一種經(jīng)典定位方法，同時也是應(yīng)用最為廣泛的方法。這種方法通過布置在掃地機(jī)器人上的傳感器以獲取運(yùn)動信息，并通過遞推累計工時對掃地機(jī)器人的相對位置進(jìn)行估算。例如安裝在掃地機(jī)器人上的碼盤、陀螺儀等。
使用慣性傳感器及陀螺儀得到機(jī)器人的角加速度及線加速度參數(shù)，通過數(shù)學(xué)積分求得機(jī)器人的位置。這樣的定位方法在定位精度方面優(yōu)于碼盤法，但由于各參數(shù)在測定時存在誤差，在長時間積累下誤差將不斷擴(kuò)大，因此其定位精度會隨時間、距離增加而降低。
掃地機(jī)器人絕對定位技術(shù)
絕對定位主要是指機(jī)器人使用外界參照物進(jìn)行對照，通過比對與參照物之間的距離進(jìn)而估算所處位置的定位方法。這其中包括基于信標(biāo)的定位、基于視覺的定位以及環(huán)境地圖模型匹配定位。
基于信標(biāo)的定位的方式原本應(yīng)用在航海、航空領(lǐng)域內(nèi)，通過無線電基站給出的電波實(shí)現(xiàn)定位。在室內(nèi)，掃地機(jī)器人所需要做的，則是使用已知信標(biāo)的位置，計算出掃地機(jī)器人與信標(biāo)之間的相對距離，在將這個距離固定，帶入已知信標(biāo)位置后，得出掃地機(jī)器人所處的絕對位置。使用信標(biāo)定位需要同時滿足三個條件，即信標(biāo)固定且已知絕對坐標(biāo)，信標(biāo)具備主被動特征且易于識別，信標(biāo)的位置可從室內(nèi)更方面檢測。對于這類定位系統(tǒng)來說，必須依靠已知的信標(biāo)和機(jī)器人身上安裝的傳感器對信標(biāo)進(jìn)行掃描，這也需要一系列傳感器技術(shù)。基于信標(biāo)的定位方式可完成實(shí)時測量，也不存在誤差積累，但這一方法的成本及維護(hù)費(fèi)用較高。
環(huán)境地圖模型匹配定位，則是使用掃地機(jī)器人所配備的傳感器，對周圍環(huán)境進(jìn)行掃描探測，繪制出具備細(xì)節(jié)的地圖。在與儲存在機(jī)器內(nèi)部的地圖匹配后，可通過異同點(diǎn)判斷得知其目前所處位置。但這一方法也有其局限性，由于掃描精準(zhǔn)度目前仍無法滿足復(fù)雜場景的掃描，在這些場景下，掃地機(jī)器人往往會不夠準(zhǔn)確，因此只適用于環(huán)境構(gòu)造簡單的場所。
目前許多掃地機(jī)器人不僅搭載了各類傳感器，甚至還用上了攝像頭，這類通過類似人類“視覺”方式定位的方法，便是基于視覺的定位。基于視覺的定位共分為單目視覺和雙目視覺兩種，區(qū)別便在于使用攝像頭的個數(shù)。單目視覺僅具備一個攝像頭，無法觀察精確的三維圖像，因此適用范圍有限。雙目視覺則是通過位于左右兩側(cè)的兩個攝像頭，對環(huán)境進(jìn)行觀測。利用視差原理，左右兩側(cè)攝像頭僅需要對應(yīng)同一點(diǎn)，便可以計算三維環(huán)境中的位置信息。由于近幾年機(jī)器人識別模式方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不斷積累，基于視覺定位的機(jī)器人開始成為廠商們關(guān)注的熱點(diǎn)。
當(dāng)今世界，智能化已經(jīng)成為家電產(chǎn)品發(fā)展的一大重要趨勢，許多具備智能的家電產(chǎn)品都讓人們的生活更便捷。其中，掃地機(jī)器人以其獨(dú)特的功能性引起了許多消費(fèi)者的關(guān)注。盡管越來越受到歡迎，有些消費(fèi)者仍舊認(rèn)為，掃地機(jī)器人每天這樣花費(fèi)大量時間四處亂撞進(jìn)行清掃，其實(shí)并不實(shí)用。而不斷進(jìn)步的定位系統(tǒng)，其實(shí)正代表了掃地機(jī)器人的“智力水平”，在這些技術(shù)的加持下，未來掃地機(jī)器人或許將成為類似冰洗空這樣的必備家電，走入我們的家庭生活。
