市场上的家电产品越来越发散，产品种类也越来越多，除了传统家电，扫地机器人应该是新兴家电产品中，普及程度最高的新家电，但是普及率还是远远不如传统家电，因此扫地机器人的市场占有率的上升空间还是非常大。扫地机器人的技术更新与产品升级也是不间断，其中很重要的一个技术壁垒，就是导航技术，扫地机器人导航系统的“聪明”程度，会影响到扫地机器人打扫的干净程度，以及节能程度，这篇博文主要就是介绍目前市场上主流的两种应用于扫地机器人的导航技术，激光导航和视觉导航。  （图片来源网络） 激光导航和视觉导航都是通过 SLAM（同步定位与建图）算法实现，SLAM 是指运动物体根据传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地图模型的过程，解决机器人在未知环境下运动时的定位与地图构建问题。而根据基于的传感器不同分为基于激光雷达的激光导航 LDS(Lidar SLAM)和基于视觉的视觉导航 VSLAM(Visual SLAM) 。 激光测距，是一种光学遥感技术，它通过向目标照射一束光，通常是一束脉冲激光来测量目标的距离等参数。激光测距只需要发射一次接收一次，而激光导航技术是通过向各个方向更多点位测距，可以实现地图建模，同时确定扫地机器人自身的位置，而且可以利用测量到的两点间的距离信息进行三角测距。 实现激光导航技术需要的硬件是可以同时向多个点位多个方向发射激光的激光收发器，一般称为激光雷达测距传感器。激光测距目前技术较为成熟，但是因为传感器布局的原因，会产生测距盲区，会影响测量的准确度以及打扫的清洁度，还有个缺点是无法探测到花瓶、落地镜、落地窗等高反射率物体，因为激光打到这类物体上无法接收散射光。当然这些也可以通过添加一些超声波传感器或者探测玻璃的传感器来进一步解决，“聪明的”扫地机器人都是需要各种各样的传感器。 视觉导航，通过机器搭载的摄像头，实时查看周围环境，模拟人工视觉方式进行工作。 机器人通过顶部的单目摄像头观测识别天花板几何信息，并根据算法进行位置判定。但单目视觉导航无法判定物体的深度信息。所以市场的主流趋势是单目 RGB 摄像头，或者双目摄像头，可以提供深度信息。采用基于光学传感器的 VSLAM 导航技术的扫地机器人的优势在于机身厚度要更薄一些，因为不需要在机器人顶盖上方安装 LDS 激光雷达，而更薄的机身，则能够更容易进入到一些低矮的家具下方进行清洁。 目前市场上的更主流的技术是激光导航，该技术比较完善也比较成熟了，更加稳定，但是可拓展性不高，在目前竞争激烈的扫地机市场上，产品升级非常重要，因此视觉导航也是产品升级的一个趋势点，但是视觉导航目前算法成熟度不高，还有待完善。当然，在高端的扫地机器人中，也有搭配视觉导航加激光导航，激光导航用的是另外一种技术， ToF 雷达技术，ToF 也是激光雷达的一种技术，TOF 是指光的飞行时间，原理是把激光进行调制，射出去后计算空中飞行的时间进而再得出这个距离，将数据收集起来形成一组距离深度数据，从而得到一个立体的 3D 模型的成像技术。 这样的产品就需要搭配 ToF 传感器和摄像头来实现。 当然，不同的产品会有不同的订单，对成本的需求也不一样，我们主要是针对于功能，提供相应的产品方案。 世平代理的产品中有，ams OSRAM 有 TMF8801 ToF 传感器 ams OSRAM TMF8801 ToF 传感器的优势
有污迹后，第一个反射信号会很强，第二个反射信号较弱，因为 TMF8801 内置算法测的是两次返回的信号峰值的时间差，所以污迹不会干扰 TMF8801 工作。
因为发射的红外光源波长在 940nm，940nm 的红外光在环境光中的成分较少，干扰相对会小些。
 另外视觉导航可以用成本较好的 NXP MCU RT1010 通过 flexIO 来模拟 CSI 接口，可以接摄像头来采集周围环境数据，将图像数据传输到主控 MPU 来进行处理，成本更好，做成模组更方便应用在不同的机型。
NXP RT1010 的产品特性：
0 to 95°C (Tj) Consumer
参考文档： 《视觉导航 vs 激光导航，扫地机器人 SLAM 技术解析》IT 之家 |
