當(dāng)掃地機(jī)器人不斷被電線死亡纏繞,將貓砂盆推成移動(dòng)城堡,將寵物糞便均勻作畫(huà)時(shí),我們不禁思考,面對(duì)家庭中的“地雷陣”,2025年的掃地機(jī)器人,是否該學(xué)會(huì)“看路”了?
傳統(tǒng)避障的局限,從盲人摸象到霧里看花
早期掃地機(jī)器人依賴(lài)紅外或碰撞傳感器,避障能力幾乎為零,如同“蒙眼走路”。激光導(dǎo)航的出現(xiàn),首次賦予了掃地機(jī)器人避障能力。然而,激光導(dǎo)航技術(shù)本身同樣存在難以克服的短板。
較大的體積、特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及技術(shù)原理,造就了激光導(dǎo)航的多個(gè)天然缺陷:無(wú)法探測(cè)低矮區(qū)域、對(duì)透明物體識(shí)別差、缺乏語(yǔ)義理解能力等。
這種能掃不會(huì)躲的硬傷,在智能家居普及的今天顯得尤為突兀。當(dāng)用戶(hù)不再滿足于基本清掃,而是期待更智能、更“懂事”的家庭助手時(shí),傳統(tǒng)傳感器的“二維思維”顯然已經(jīng)跟不上“三維生活”的復(fù)雜需求。
行業(yè)亟需能讓機(jī)器人真正“看見(jiàn)”并“理解”環(huán)境的方案。而視覺(jué)傳感器憑借其豐富的環(huán)境信息獲取能力、強(qiáng)大的物體識(shí)別潛力及相對(duì)較低的成本,自然而然走進(jìn)了廠商們的視野。
視覺(jué)賦能,從“看到”到“看懂”
就像人類(lèi)借助雙眼實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué),通過(guò)加入雙目視覺(jué)傳感器,機(jī)器人同樣能夠?qū)崿F(xiàn)感知升維。
一方面,視覺(jué)傳感器可以獲取豐富且直觀的信息。研究表明,視覺(jué)信息占了人類(lèi)獲取信息的80%以上。因此,通過(guò)視覺(jué)傳感器可以獲取的信息要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通過(guò)激光雷達(dá)獲得的信息。同時(shí),結(jié)合深度學(xué)習(xí),視覺(jué)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別各種常見(jiàn)物體,包括激光雷達(dá)無(wú)法識(shí)別的透明物體等。
另一方面,視覺(jué)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別動(dòng)態(tài)物體。同時(shí),結(jié)合AI算法,掃地機(jī)器人能夠預(yù)判物體的移動(dòng)軌跡,從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)規(guī)避。
這種能力躍遷帶來(lái)的場(chǎng)景革新無(wú)疑有著顛覆性。想象一下,家中的掃地機(jī)器人正在工作,突然發(fā)現(xiàn)前方有個(gè)滾動(dòng)的小球,它不僅能迅速停下,還能提前規(guī)劃路線繞開(kāi),這與傳統(tǒng)被動(dòng)避障有著質(zhì)的提升。
然而視覺(jué)技術(shù)潛力雖大,但技術(shù)門(mén)檻同樣也高。相較于盲目采用不成熟的視覺(jué)技術(shù),在激光導(dǎo)航的基礎(chǔ)上增加視覺(jué)傳感器,既能提升避障效果,多傳感器融合也是當(dāng)前機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的趨勢(shì)。一時(shí)間,激光雷達(dá)+視覺(jué)傳感器的機(jī)型如雨后春筍般出現(xiàn),迅速替代了原有的高端機(jī)型。
不過(guò),融合導(dǎo)航方案并非沒(méi)有缺點(diǎn)。隨著傳感器不斷做加法,不僅對(duì)局促的機(jī)器人空間帶來(lái)挑戰(zhàn),同樣系統(tǒng)復(fù)雜度也明顯提高,由此造成更多冗雜的運(yùn)算壓力,而不斷提升平臺(tái)算力,只會(huì)導(dǎo)致成本進(jìn)一步提升。同時(shí),與自動(dòng)駕駛、商用機(jī)器人所需要的安全冗余不同,掃地機(jī)器人的硬件性能要求相對(duì)較低,這意味著融合方案并不完全適用于消費(fèi)級(jí)的掃地機(jī)器人。
純視覺(jué)破局,算法與硬件碰撞出的極簡(jiǎn)革新
在行業(yè)沉迷傳感器堆疊時(shí),INDEMIND另辟蹊徑打造出All in One純視覺(jué)方案「家用機(jī)器人AI Kit」——僅用兩顆攝像頭和一枚輕量級(jí)芯片,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)激光+視覺(jué)融合方案的全部功能。
在硬件革新上,INDEMIND自研雙目視覺(jué)模組,體積更小,且對(duì)安裝位置無(wú)限制,完美適配更薄的機(jī)型,提升覆蓋能力。同時(shí),集成環(huán)境補(bǔ)光,在黑暗環(huán)境中也能實(shí)現(xiàn)無(wú)差別作業(yè)。
在算法突破上,INDEMIND實(shí)現(xiàn)VSLAM和深度學(xué)習(xí)模型輕量化,結(jié)合硬件加速技術(shù),有效降低平臺(tái)的計(jì)算壓力,能夠在幾美金的計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行建圖、導(dǎo)航、避障等任務(wù)邏輯。同時(shí),自研路徑規(guī)劃算法、三維語(yǔ)義地圖、智能決策引擎等核心技術(shù),在技術(shù)表現(xiàn)上不僅能夠媲美激光雷達(dá)的精度,在功能和體驗(yàn)上甚至超過(guò)激光雷達(dá)融合方案。
在避障方面,通過(guò)將三維語(yǔ)義建圖技術(shù)、AI識(shí)別技術(shù)、智能決策技術(shù)相結(jié)合,機(jī)器人的避障能力得到了質(zhì)的提升。
基于三維語(yǔ)義地圖,機(jī)器人不僅具備獲取真實(shí)環(huán)境結(jié)構(gòu)的能力,還能夠?qū)⑽矬w屬性(電線、寵物糞便、地毯材質(zhì))和場(chǎng)景屬性(廚房油污區(qū)、臥室靜音區(qū))與三維地圖實(shí)現(xiàn)空間關(guān)系匹配。這意味著機(jī)器人突破二維感知局限,實(shí)現(xiàn)立體避障。
同時(shí),語(yǔ)義理解的實(shí)現(xiàn)將能顯著提升避障的精細(xì)度。包括區(qū)分障礙物屬性避障、場(chǎng)景化避障決策等。區(qū)分障礙物屬性:識(shí)別電線、寵物糞便、地毯材質(zhì)等,并采取針對(duì)性措施(如避開(kāi)電線、繞開(kāi)寵物糞便);場(chǎng)景化避障決策:在廚房油污區(qū)加強(qiáng)避障靈敏度,在臥室靜音區(qū)降低碰撞力度。
此外,基于視覺(jué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),機(jī)器人還能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)環(huán)境,并實(shí)現(xiàn)主動(dòng)避障。包括動(dòng)態(tài)物體追蹤、預(yù)判式避障策略、多模態(tài)交互避障。
? 動(dòng)態(tài)物體追蹤:實(shí)時(shí)更新移動(dòng)障礙物位置,避免“刻舟求劍”式導(dǎo)航失誤;
? 預(yù)判式避障策略:結(jié)合物體3D信息,模擬人類(lèi)規(guī)避動(dòng)作(如繞行、減速);
? 多模態(tài)交互避障:通過(guò)語(yǔ)音指令(如“避開(kāi)地毯”)動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑。
值得一提的是,INDEMIND純視覺(jué)方案還擁有臟污識(shí)別能力,支持根據(jù)臟污類(lèi)型和程度自主決策清潔策略,讓掃地機(jī)器人實(shí)現(xiàn)"按需清潔",革新傳統(tǒng)的清潔方式。而與市面上的臟污識(shí)別方案不同,INDEMIND臟污識(shí)別技術(shù),能夠穩(wěn)定識(shí)別多種常見(jiàn)臟污,臟污檢出率達(dá)99%以上,是業(yè)內(nèi)少有的成熟化技術(shù)。
從單純的清掃工具到具備 “思考” 能力的智能家居,視覺(jué)黑科技正在重新定義掃地機(jī)器人的使用體驗(yàn)。
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