从科沃斯/石头看扫地机器人避障技术的演进之路

在激光导航全面普及之后。扫地机器人一方面增强自清洁属性。另一方面不断提升避障能力。

避障对于扫地机器人来说虽然属于标配功能。但在2019年之前。大多采用的都是基础版的避障技术。包括红外线障碍感应系统、超声波障碍感应系统等。实际的避障能力非常有限。尤其面对电源线、袜子、拖鞋等较为低矮的小件物体。碰撞不可避免。

升级避障技术的意义

对于扫地机器人来说。避障不是锦上添花。而是刚需。关于扫地机器人是人工智能还是人工智障的热议。其实主要是围绕避障能力欠缺展开。避障能力弱的扫地机器人。不仅会被障碍物困住。还会产生极大的“破坏力”。

能够困住扫地机器人的主要是电源线。机器在和它纠缠过程中不仅会降低清扫效率。延长清扫时间。有时候会被完全困住。需要人工去解救。

主刷和电源线缠绕在一起无法正常工作。本来计划好的清扫任务不得不中断

拖布在和电源线的纠缠中脱落。无法正常工作

扫地机器人本身是为解放双手而存在的。然而实际使用中它却会制造各种麻烦：低矮的体重秤、电风扇底座。因为识别不到。频繁的向上爬行会在上面留下不可修复的划痕；推着拖鞋满地跑。回到家找不到拖鞋；撞翻垃圾桶。让垃圾洒的满地都是；有宠物的家庭。还会发生把粑粑弄得满地都是的情况。

高阶避障技术的应用

目前应用在扫地机器人领域的高阶避障技术主要包括单目/双目/结构光/3D ToF等。科沃斯和石头作为行业头部品牌。对于避障技术的探索起步较早。从近几年的产品布局。可以清晰的看到避障技术演进的方向。

一、科沃斯

2019年。科沃斯推出了视觉避障机型DG70。之后采用视觉避障和结构光并行的产品路线。去年发布的X1系列采用视觉+结构光避障融合方案。

视觉避障

科沃斯在CES2019发布了行业首款拥有AIVI人工智能和视觉避障技术的DG70；2020年推出T8 AIVI。进一步升级AIVI技术。提升了AI识别速率和可识别种类（识别7类障碍物）；2021年的T9 AIVI升级到AIVI2.0。除了进一步提升识别物体的种类（识别10种障碍物）。又加入了视频管家、语音互动等功能；到了2022年。T10系列升级为AIVI3.0。可以识别18种地面常见障碍物类型。

3D结构光避障

和T8 AIVI、T9 AIVI一同上市的还有采用3D结构光避障的T8 Power/Max、N8 Pro、T9 Power/Max等机型。相比视觉避障机型。价格能便宜近千元。是销售的主力机型。今年的T10系列目前还没有推出结构光避障机型。后续机型规划暂不清楚。

结构光+视觉融合避障

去年上市的全能旗舰X1系列升级为AIVI 3D技术。结构光和AIVI 3D摄像头相互配合。

扫地机器人

二、石头

石头在避障技术方面的探索路径也比较清晰。从到目前位置经历了三个阶段。

AI双目避障

2020年发布的T7 Pro。是石头首款主动避障机型。采用双目摄像头+AI算法识别物体。通过两个500万像素的摄像头获取物体三维信息、距离信息。同时配备自适应红外补灯光。保证黑暗环境的避障效果。

3D结构光避障

时隔一年推出的T7S Plus。采用3D双线结构光+AI避障。3D双线结构光主动式测距。融合多传感器和AI算法。实现毫米级高精度避障。

结构光+视觉融合避障

刚刚发布的G10S系列。包括G10S和G10S Pro两款机型。相比之前的两款避障机型进一步升级避障配置。其中G10S Pro采用RGB摄像头识别+结构光避障+LED补光灯。G10S采用黑白图像传感器识别+结构光避障+红外补光灯。

扫地机器人

从单一技术避障到融合避障

采用视觉避障的机型。包括石头T7 Pro、科沃斯T9 AIVI等型号。价格都比结构光避障机型要高一些。单机（不带集尘基站）版本售价超过3000元。不过市场更认可的其实是3D结构光避障。因为它以更低的成本实现了和视觉避障类似的效果。

然而结构光并不能成占据主导地位的技术方向。

目前行业的发展方向是将视觉识别和物理探测相结合。科沃斯和石头最新的旗舰机型。X1系列、G10S系列都采用的是这样的融合避障方案。强强联合。对于障碍物的感知能力更强。尤其是能够识别障碍物的类型。然后采用相应的避障策略。

识别出障碍物的类型是策略避障的前提

避障技术正处于快速迭代演化的阶段。未来还有很长一段时间要走。采用同样避障技术的两款机型。实际的避障效果依然会有差异。这是因为背后的避障算法也很重要；另外即使是目前最强的融合避障方案。对它也不能百分百信任。为了减少意外的发生。也为了更高的清扫效率。提前收拾地面的障碍物还是有必要的。

避障的代价

避障功能的意义在于避免机器在运行过程中发生卡困等意外。但避障其实是有代价的。比如为了避免缠绕电源线。扫地机器人需要在距离较远时绕开。电源线的周围会肯定发生比较大面积的漏扫区域。甚至还会出现把垃圾作为障碍物的情况。可以说是本末倒置。如何把握好避障的“度”。是摆在厂商面前的一道难题。

障碍物的周围有比较明显的漏扫

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