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前言

提到智能家居。大多数人心中第一个想到的可能就是高企的价格。然而实际上随着技术的发展和规模化带来的制造成本下降。很多在以前看来遥不可及的技术已经走入寻常百姓的家庭中了。而诸如扫地机器人这样的智能家电。可以说是其中的代表之一。

后文将按照下方的目录来进行介绍：

扫地机器人的源起与发展

扫地机器人（Robotic Vacuum Cleaner）的技术起源自1990年的MIT（麻省理工学院）人工智能实验室。三位年轻的工程师（Colin Angel、Helen Greiner 和Rodney Brooks）将原先用于军事上的排雷机器人的相关技术用于扫地机。从而达到了尽可能高的覆盖率和清扫效率。在此之前。扫地机器人的概念只停留在科幻小说和影视作品之中。而第一台真正商业化的产品。则是诞生于1996年的三叶虫（Trilobite）。当然其使用的还是相对比较落后的随机碰撞算法。

2010年Neato首次在扫地机器人中引入激光雷达传感器来辅助建图和定位。从而将清扫的覆盖率和效率提高了一个层级。

2016年随着国产厂商的发展。扫地机器人的价格有了大幅度的下降。但是主流扫地机器人价格仍维持在2000元以上。

扫地机器人的技术原理

扫地机器人是一个相对复杂的综合系统。其涵盖了机械、电子、流体力学、地图导航等多个学科。从下面的架构图就可以看到。仅是电机就包括了风机电机、边刷电机、滚轮电机在内的多达5个。此外还有包括红外、碰撞、跌落、激光雷达、3D结构光等多种传感器。

要了解扫地机器人的产品定位和价格分布。就需要先了解其技术发展与迭代。前文就提到过。扫地机器人一开始完全是采用随机碰撞算法的。这可以理解为基本没有规划能力。因为清扫的区域很随机。完全是通过碰撞转向等方式来完成移动。给予其较长的时间。或许能把整个区域覆盖。这可以理解为扫地机器人行业在初始阶段的一种导航方式。只是解决了有无的问题。但并未达到高效的程度。仍然有着漏扫、路线混乱、重复扫、无法避障等诸多问题。目前千元以下的低端产品。依然采用这种方式。不过得益于目前的算法。以及传感器增加。其效果不像当年那么难堪了。但与有智能路径规划的产品相比。依然差距较大。

扫地机器人要完成智能路径规划。能够自主工作。第一步就是需要完成地图的建立（Mapping）和位置的感知（Positioning）。这时SLAM就登场了。SLAM全称为Simultaneous Localization and Mapping。即同步定位与地图构建。是指机器人处在未知环境中。首先需要估计自己的状态（定位）。同时建立周围环境的地图（建图）。SLAM是路径规划及许多其他任务的前提。是实现机器人自主性的关键。从下面的系统框架图就能看出。SLAM会基于传感器采集与发布的数据。进行对应的感知、规划与控制操作。进而实现扫地机器人的自主导航：

在自主导航中。又分为几种不同的技术层级。首先是较早被使用的基于陀螺仪和加速度计的惯性导航系统。这种方案在市面上1000元-1500元价位段的产品中较为常见。其原理就是利用高精度陀螺仪、加速度计、里程计和各种传感器收集数据。并对数据进行融合与处理。通过导航算法实现弓形清扫路径规划。详情如下面笔者规制的图片所示。该方案可实现路径规划。并完成有规律的弓字形清扫。可以实现初级的全局地图。规划能力稍弱。是行业中比较初级的导航方式。局部规划（惯性导航）机型在100平米以内的中小户型下。也有不错的清扫效果。

更进一步的也是成本更高的方案。则是将传感器升级为激光雷达或摄像头（可见光或dTOF）。来实现全局的智能规划。全局规划技术的主要实现方式是基于SLAM技术。针对局部规划差生的误差。用视觉/激光雷达去弥补误差。并形成全局地图。可实现续扫回充等功能。多见于市面上价格2000元以上的机型。而基于LiDAR的SLAM与vSLAM又有所区别。两者各有优劣。具体的优缺点总结如下图：

当然。目前的扫地机器人正朝着多模态融合的技术方向发展。即联合使用激光雷达、3D结构光或dToF等多种传感器。来为智能的导航与避障提供更多的信息。这样使得扫地机器人在规划路径与避障时变得更为智能。当然这也对处理器的性能和算法提出了新的挑战。

机型推荐与介绍

最近几年。

扫地机器人

海外的智能扫地机厂商受到了国内厂商很大的冲击。而在国内出海的厂商中。深圳乐帆（Lefant）算是其中比较有代表性的一家。Lefant 乐帆是深圳市乐航科技有限公司旗下扫地机器人品牌。专注于智能扫地机器人技术和产品。集研发、制造和营销为一体。秉承“致力于品质生活的体验与探索”的品牌使命。在扫地机器人技术及应用领域。专注研发并整合行业供应链资源。致力于提供扫地机器人解决方案规划。Lefant 是家庭清洁服务机器人专业智造者品牌。创新一体机设计。自研 Freemove 避障脱困技术。开启扫地机器人 2.0 时代。专业从事家庭清扫服务机器人的研发、设计、制造和销售。Lefant 始终致力于为用户带来好的使用体验。旨在让用户享受由机器人参与的现代智能家居生活。2021 年 11 月 11 日。Lefant 正式入驻 OPPO 智美生活。

从网上公开的数据来看。Lefant拥有上百项国家专利。其中含金量最高的发明专利就有30项。几乎都是扫地机器人相关的内容：

例如其中的三角形吸入口设计。

扫地机器人

相比滚刷而言。具有不易被毛发卡住的优势：

笔者在相关专利网站上查询了一下。发现这种独特的风道设计。也是乐帆的专利技术：

那么Lefant品牌的具体产品有哪些呢？接着来看一下乐帆的具体机型：

乐帆Lefant 扫地机器人N1（接入OPPO智美生活）

乐帆N1是一款接入了OPPO智美生活的扫拖一体机器人。采用了专利的吸口式设计。不缠毛发。双边刷设计。机身小巧。可进入沙发底。采用Freemove 2.0算法。支持智能避障和弓形规划清扫。覆盖率更高。不会从桌面跌落。多达四档吸力。可吸毛发。瓜子。黄豆钢珠。可搭载一次性拖布。免洗避免越拖越脏的尴尬。

外壳采用磨砂钢化玻璃面盖。使用久了也跟新的一样。避免脏指纹。

N1本质上来说是一款采用陀螺仪惯导的扫拖一体机。前方布置了多达26只红外传感器。从而结合相关的算法。达到了不碰撞就能避障的效果。这样的无撞板机在业内是很少见的：

尘盒容量达到了550mL。不输给很多大型的扫地机器人。使得两周一清成为了可能。采用HEPA滤网保证过滤效果。续航也是高达210分钟。

Lefant乐帆 扫地机器人M210

乐帆M210是一款在海外热销的机型。同样采用了陀螺仪惯性导航。专利吸口式设计。不缠毛发。吸力可吸毛发、瓜子壳、黄豆等。机身小巧。覆盖率更高。续航时间达到了100分钟。

搭载Freemove 2.0算法。意味着这款扫地机同样支持多种清扫模式：

搜索了一下。发现在美亚上。这款机型的销量的确非常不错。价格和国内也差不多。可见国内的定价还是比较厚道的：

目前已经有多达3262条评论。客户总体评分在4.2分。以好评居多：

从美亚的机型对比上可以看出。几款扫地机的主要差别在于吸力的不同。

另外。从上图可以看到：最新的款式F1是基于Freemove 3.0算法的。也就是说是使用激光雷达SLAM来建图和定位的。可见乐帆的研发水平是比较高的。

Lefant乐帆 扫地机器人M210S

乐帆M210S同样是海外热销的机型。可以看作是M210的吸力增强版本。其吸力由1800Pa升级到了2000Pa。

另外。两者的外观设计也有所不同。M210是相对硬朗的棱线设计。而M210S是相对圆润的极简设计：

乐帆扫地机器人的随机配件也十分丰富。除了充电底座、大容量尘盒外。还有拖布、边刷等耗材：

Lefant乐帆 家用蒸汽拖把

对于扫地机器人不便清洁的局部污渍或是需要高温杀菌的场景。就是蒸汽拖把大展身手的时候了：

乐帆家用蒸汽拖把支持高温140℃杀菌。杀菌率达到了99%。对于床底、沙发和高处等位置也能轻松清洁。低重心的设计。使得操作更为更轻盈。

电源线长达5米。适用场景广泛。各类地板都适合。不损坏地板材质。即拖即干。不留水渍。

总结

智能家居也能好用不贵。Lefant乐帆的清洁类家电就是其中的代表。相关机型在海外亚马逊的热销与好评。已经成为其表现的背书。乐帆的扫地机采用陀螺仪惯导。以亲民的价格实现了机器人的智能路径规划。

尤其是N1作为一款千元左右的机型。搭载了Freemove 2.0技术。不仅具备多达六种清扫模式。同时具备专利的吸口设计、大容量尘盒、长电池续航和出色的工业设计。并且支持接入OPPO生态链。整体性价比较为突出。非常值得20-140㎡户型的用户选购。

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