百平世界里的自動(dòng)駕駛

自動(dòng)駕駛技術(shù)的躍遷，正在重塑著城市道路新秩序。

這其中既包括特斯拉、蔚小李等造車新勢(shì)力對(duì)百年汽車工業(yè)發(fā)起的挑戰(zhàn)，也包括諸如行駛在城市街道角落環(huán)衛(wèi)車的自動(dòng)駕駛升級(jí)。

實(shí)際上，被自動(dòng)駕駛技術(shù)顛覆的遠(yuǎn)不止汽車產(chǎn)業(yè)。在千萬家庭的百平世界里，掃地機(jī)器人的涌入，正在改變著家庭道路環(huán)境。

24個(gè)傳感器與家庭自動(dòng)駕駛系統(tǒng)

一個(gè)100㎡的家庭環(huán)境會(huì)有什么？

桌椅家具，日用家電，男女主人，貓狗寵物……對(duì)于掃地機(jī)器人的研發(fā)而言，這些都需要考慮進(jìn)去，實(shí)際上，需要被考慮的又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。

在家庭100㎡這個(gè)小世界里，自動(dòng)駕駛的復(fù)雜度并不低，早期掃地機(jī)器人用戶經(jīng)常遇到這樣的情況：

在面對(duì)電線、鞋襪、體重秤，甚至寵物糞便這類地面低矮障礙物時(shí)，掃地機(jī)器人經(jīng)常無法很好地工作，甚至因卷入電線而被迫停止工作，只能等到主人下班回家后進(jìn)行“救援”。

這是因?yàn)橹髁鲯叩貦C(jī)器人采用的激光雷達(dá)普遍居于掃地機(jī)器人頂部，僅僅依靠頂部的激光雷達(dá)無法識(shí)別到8cm以下的物體，這就使得掃地機(jī)器人早年間的技術(shù)方案與其主要負(fù)責(zé)地面清潔的研發(fā)初衷看似有些矛盾。

家中有小孩兒或?qū)櫸锸遣簧偌彝サ某B(tài)，在這類家庭中，早期掃地機(jī)器人用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，掃地機(jī)器人的工作效率和清掃能力有太多不盡人意。

這是因?yàn)榄h(huán)境中存在運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，動(dòng)態(tài)遮擋就成了一個(gè)不可避免的問題，這種情況直接影響到掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃結(jié)果，如何將這些運(yùn)動(dòng)物體遮擋與桌椅板凳等環(huán)境中的靜態(tài)物體遮擋區(qū)分開來，也就成了掃地機(jī)器人一個(gè)需要解決的難題。

諸如此類，都是掃地機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)在家庭環(huán)境下需要攻克的自動(dòng)駕駛難題，為了解決這些難題，整個(gè)行業(yè)經(jīng)歷了十?dāng)?shù)年的技術(shù)爬坡，最終摸索出一套多傳感器融合方案。

近日，追覓全自動(dòng)旗艦掃地機(jī)器人S10 Pro正式發(fā)布，官方數(shù)據(jù)顯示，S10 Pro是追覓目前為止開發(fā)難度最大、應(yīng)用傳感器最多的一款產(chǎn)品。

為了適應(yīng)復(fù)雜的家庭道路環(huán)境，追覓S10 Pro配備傳感器多達(dá)24個(gè)，除了用于常規(guī)定位導(dǎo)航的激光雷達(dá)、用于解決低矮障礙物避障的結(jié)構(gòu)光和RGB攝像頭外，S10 Pro還加入了輔助沿邊清掃的紅外傳感器，用于識(shí)別地毯的超聲波傳感器，用于防跌落的懸崖傳感器……這些傳感器構(gòu)建了一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

一個(gè)細(xì)節(jié)是，AI視覺的加入讓障礙物實(shí)景識(shí)別成為可能，通過對(duì)6大類、超30種障礙物的實(shí)景識(shí)別，掃地機(jī)器人可以采取不同的避障策略，如果識(shí)別出是桌椅腿的話，可以采用更接近的清掃策略；如果識(shí)別出是電線的話，則可以采用繞行策略。

這樣的AI識(shí)別工作原理看似簡(jiǎn)單，背后實(shí)則潛藏著龐大的工作量。例如，想讓掃地機(jī)器人在家庭環(huán)境中識(shí)別出拖鞋，就需要將市面上常見的各類拖鞋都買回來，然后擺放在不同位置進(jìn)行拍照，接著通過大量的實(shí)景圖片訓(xùn)練掃地機(jī)器人的用于實(shí)景識(shí)別的AI模型，模型訓(xùn)練完成后會(huì)被放到掃地機(jī)器人的避障數(shù)據(jù)庫(kù)中。

在實(shí)際家庭環(huán)境中，掃地機(jī)器人遇到障礙物后會(huì)與避障數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，達(dá)到閾值就會(huì)判定為拖鞋，并標(biāo)注在地圖上。

這是追覓全自動(dòng)掃地機(jī)器人S10 Pro的AI視覺輔助避障整個(gè)工作流程，這其中不僅要掃地機(jī)器人自身有強(qiáng)大的算法、足夠的算力做支撐，還需要追覓每家掃地機(jī)器人廠商有一套足夠精細(xì)的避障數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)龐大程度遠(yuǎn)超想象。

不過，輔助避障僅僅是AI視覺對(duì)于掃地機(jī)器人能力提升的冰山一角，它更大的價(jià)值在于讓掃地機(jī)器人的機(jī)器人屬性開始得以體現(xiàn)，當(dāng)掃地機(jī)器人能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程看護(hù)，當(dāng)掃地機(jī)器人在床下找到孩子丟失已久的玩具時(shí)，這些都是之前掃地機(jī)器人無法實(shí)現(xiàn)的附加價(jià)值。

同樣是在這代產(chǎn)品中，追覓自動(dòng)駕駛系統(tǒng)迎來了第三波大的版本迭代。

改進(jìn)LDS

2021年2月，追覓掃地機(jī)器人L10 Pro發(fā)布，不同于第一代掃地機(jī)器人的VSLAM定位導(dǎo)航方案，這代產(chǎn)品轉(zhuǎn)向了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)主流的激光雷達(dá)方案，這樣的技術(shù)路線后來被一直沿用至今。

激光雷達(dá)作為掃地機(jī)器人主流定位導(dǎo)航方案普遍優(yōu)于VSLAM，一個(gè)主要原因是，VSLAM方案定位精度在5-10cm之間，而激光雷達(dá)做定位導(dǎo)航則可以將精度控制在1cm以內(nèi)，然而，即便是這1cm的偏差，經(jīng)過日積月累，同樣會(huì)出現(xiàn)地圖邊界點(diǎn)重疊、錯(cuò)位等問題。

為此，2021年，追覓內(nèi)部著重對(duì)導(dǎo)航精度、定位精度兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行過攻堅(jiān)和優(yōu)化，經(jīng)過這輪算法優(yōu)化，追覓跨越了激光雷達(dá)定位導(dǎo)航穩(wěn)定性的問題。

解決了穩(wěn)定性問題后，追覓開始思考另一個(gè)問題——如何讓下一代掃地機(jī)器人在建圖能力上更進(jìn)一步。

2022年年初，追覓開始對(duì)LDS方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，這次優(yōu)化的是位置點(diǎn)計(jì)算能力。

在家庭環(huán)境中，掃地機(jī)器人啟動(dòng)清掃任務(wù)后，會(huì)先通過激光雷達(dá)掃描當(dāng)前環(huán)境，計(jì)算掃地機(jī)下一個(gè)需要到達(dá)的路徑點(diǎn)，在前往下一個(gè)路徑點(diǎn)時(shí)，通過激光雷達(dá)進(jìn)行定位導(dǎo)航，結(jié)構(gòu)光和AI視覺進(jìn)行避障，并將障礙物標(biāo)注在地圖內(nèi)，從而平穩(wěn)地行駛到第二個(gè)路徑點(diǎn)，之后的運(yùn)動(dòng)過程依次重復(fù)這樣的工作。

在這個(gè)過程中，追覓研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，掃地機(jī)器人出現(xiàn)位置計(jì)算錯(cuò)誤是一個(gè)很常見的問題，這一問題直接導(dǎo)致地圖偏移、地圖重疊，于是他們想到一個(gè)辦法——在掃地機(jī)器人一邊行走一邊定位過程中，實(shí)時(shí)與之前的定位進(jìn)行比對(duì)，出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)位置矯正，這也就是S10 Pro中加入的實(shí)時(shí)地圖矯正功能。

實(shí)時(shí)地圖矯正功能的加入，讓S10 Pro定位導(dǎo)航系統(tǒng)，或者說是S10 Pro的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)有了自糾錯(cuò)能力，也成為這代產(chǎn)品一個(gè)鮮為人知的變化。

給掃地機(jī)升升溫

2022年，多功能基站開始在掃地機(jī)器人行業(yè)廣泛應(yīng)用，多功能基站讓掃地機(jī)器人不僅能夠清潔地面，還擁有了自清潔能力，再次解放了用戶雙手，這也是掃地機(jī)器人出現(xiàn)的初衷，為掃地機(jī)器人進(jìn)一步普及奠定了基礎(chǔ)。

追覓S10 Pro同樣是一個(gè)帶有多功能基站的掃地機(jī)器人，能自動(dòng)洗拖布、自動(dòng)集塵、自動(dòng)烘干、自動(dòng)加注清潔液、自動(dòng)補(bǔ)水的全能基站，只需輕輕一點(diǎn)，便可讓家務(wù)隱形、讓生活簡(jiǎn)單。

與此同時(shí)，追覓S10 Pro就地面清潔和用戶體驗(yàn)上還做了升級(jí)：

作為采用雙圓盤拖布拖地的掃拖一體機(jī)器人，S10 Pro是首個(gè)將圓盤拖布做成升降式的產(chǎn)品，據(jù)鋅產(chǎn)業(yè)了解，這款產(chǎn)品通過加入螺旋結(jié)構(gòu)能夠?qū)A盤拖布升起7-8mm，可以實(shí)現(xiàn)上地毯、回充回洗的時(shí)候都能夠自動(dòng)抬升拖布，避免濕拖布打濕地毯、避免臟拖布對(duì)地面造成二次污染。

除此以外，針對(duì)掃地機(jī)器人長(zhǎng)久以來存在的噪音表現(xiàn)不佳的問題，追覓也針對(duì)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)、風(fēng)道設(shè)計(jì)、隔音材料等方面進(jìn)行了改進(jìn)，據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示，這樣的優(yōu)化最終使得追覓比掃地機(jī)器人風(fēng)機(jī)主流供應(yīng)商提供的產(chǎn)品有一定提升。

不過，目前掃地機(jī)器人在國(guó)內(nèi)滲透率仍不足10%，整個(gè)行業(yè)還有待進(jìn)一步升級(jí)。

如果說室內(nèi)自動(dòng)駕駛技術(shù)讓家庭自動(dòng)清潔走上了一條高速公路，那么，這條路才剛剛開始。

本文來自微信公眾號(hào) 鋅產(chǎn)業(yè)（ID：xinchanye2021），作者：金旺