家務(wù)，是我們?nèi)粘Ｃ鎸?duì)的一大難題。雖然并不會(huì)浪費(fèi)過(guò)多時(shí)間，但是每天都需要完成掃地這樣的工作，卻也讓工作一天的人們有些頭疼。掃地機(jī)器人的出現(xiàn)，則有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。曾經(jīng)，掃地機(jī)器人僅能憑借“本能”，在家中的地面上胡亂行走，以擴(kuò)大覆蓋面積，從而達(dá)到清掃家中地面的目的。但如今市場(chǎng)上的掃地機(jī)器人，則大都開(kāi)始使用一些定位技術(shù)，讓掃地機(jī)器人可以“明白”自己所處的位置，以及應(yīng)該前往的位置。在這些技術(shù)下，掃地機(jī)器人不再僅僅雜亂無(wú)章的工作，而是以最短的時(shí)間及路徑完成地面的覆蓋。究竟這些技術(shù)是如何做到的？今天，小編就帶大家了解掃地機(jī)器人所使用的定位技術(shù)。

相較于野外的定位方式，掃地機(jī)器人的工作環(huán)境決定了它需要對(duì)環(huán)境感知更精確。從定位方式來(lái)看，可分為相對(duì)定位和絕對(duì)定位兩種。相對(duì)定位可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)定位，精度較高，且穩(wěn)定性較好，但隨著時(shí)間和距離的增加，誤差不斷累計(jì)最終將超過(guò)定位所允許的最大誤差范圍，對(duì)定位精度造成影響。絕對(duì)定位由于測(cè)位方式不同，所測(cè)位置在時(shí)間和空間上有著相互獨(dú)立的特性，不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用造成定位失敗，但這類(lèi)定位方式容易受到包括噪聲、環(huán)境以及信號(hào)等因素的干擾，可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)形成較大擾動(dòng)。

掃地機(jī)器人相對(duì)定位技術(shù)

碼盤(pán)法是相對(duì)定位法中成本最低廉的方法。它的定位原理是使用安裝于車(chē)輪上的光電碼盤(pán)對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)的車(chē)輪數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)位移量計(jì)算機(jī)器人所處位置。但這樣的計(jì)算方式誤差較大。

在相對(duì)定位中，航位推算法是一種經(jīng)典定位方法，同時(shí)也是應(yīng)用最為廣泛的方法。這種方法通過(guò)布置在掃地機(jī)器人上的傳感器以獲取運(yùn)動(dòng)信息，并通過(guò)遞推累計(jì)工時(shí)對(duì)掃地機(jī)器人的相對(duì)位置進(jìn)行估算。例如安裝在掃地機(jī)器人上的碼盤(pán)、陀螺儀等。

使用慣性傳感器及陀螺儀得到機(jī)器人的角加速度及線加速度參數(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)積分求得機(jī)器人的位置。這樣的定位方法在定位精度方面優(yōu)于碼盤(pán)法，但由于各參數(shù)在測(cè)定時(shí)存在誤差，在長(zhǎng)時(shí)間積累下誤差將不斷擴(kuò)大，因此其定位精度會(huì)隨時(shí)間、距離增加而降低。

掃地機(jī)器人絕對(duì)定位技術(shù)

絕對(duì)定位主要是指機(jī)器人使用外界參照物進(jìn)行對(duì)照，通過(guò)比對(duì)與參照物之間的距離進(jìn)而估算所處位置的定位方法。這其中包括基于信標(biāo)的定位、基于視覺(jué)的定位以及環(huán)境地圖模型匹配定位。

基于信標(biāo)的定位的方式原本應(yīng)用在航海、航空領(lǐng)域內(nèi)，通過(guò)無(wú)線電基站給出的電波實(shí)現(xiàn)定位。在室內(nèi)，掃地機(jī)器人所需要做的，則是使用已知信標(biāo)的位置，計(jì)算出掃地機(jī)器人與信標(biāo)之間的相對(duì)距離，在將這個(gè)距離固定，帶入已知信標(biāo)位置后，得出掃地機(jī)器人所處的絕對(duì)位置。使用信標(biāo)定位需要同時(shí)滿(mǎn)足三個(gè)條件，即信標(biāo)固定且已知絕對(duì)坐標(biāo)，信標(biāo)具備主被動(dòng)特征且易于識(shí)別，信標(biāo)的位置可從室內(nèi)更方面檢測(cè)。對(duì)于這類(lèi)定位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須依靠已知的信標(biāo)和機(jī)器人身上安裝的傳感器對(duì)信標(biāo)進(jìn)行掃描，這也需要一系列傳感器技術(shù)?；谛艠?biāo)的定位方式可完成實(shí)時(shí)測(cè)量，也不存在誤差積累，但這一方法的成本及維護(hù)費(fèi)用較高。

環(huán)境地圖模型匹配定位，則是使用掃地機(jī)器人所配備的傳感器，對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行掃描探測(cè)，繪制出具備細(xì)節(jié)的地圖。在與儲(chǔ)存在機(jī)器內(nèi)部的地圖匹配后，可通過(guò)異同點(diǎn)判斷得知其目前所處位置。但這一方法也有其局限性，由于掃描精準(zhǔn)度目前仍無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜場(chǎng)景的掃描，在這些場(chǎng)景下，掃地機(jī)器人往往會(huì)不夠準(zhǔn)確，因此只適用于環(huán)境構(gòu)造簡(jiǎn)單的場(chǎng)所。

目前許多掃地機(jī)器人不僅搭載了各類(lèi)傳感器，甚至還用上了攝像頭，這類(lèi)通過(guò)類(lèi)似人類(lèi)“視覺(jué)”方式定位的方法，便是基于視覺(jué)的定位?；谝曈X(jué)的定位共分為單目視覺(jué)和雙目視覺(jué)兩種，區(qū)別便在于使用攝像頭的個(gè)數(shù)。單目視覺(jué)僅具備一個(gè)攝像頭，無(wú)法觀察精確的三維圖像，因此適用范圍有限。雙目視覺(jué)則是通過(guò)位于左右兩側(cè)的兩個(gè)攝像頭，對(duì)環(huán)境進(jìn)行觀測(cè)。利用視差原理，左右兩側(cè)攝像頭僅需要對(duì)應(yīng)同一點(diǎn)，便可以計(jì)算三維環(huán)境中的位置信息。由于近幾年機(jī)器人識(shí)別模式方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不斷積累，基于視覺(jué)定位的機(jī)器人開(kāi)始成為廠商們關(guān)注的熱點(diǎn)。

當(dāng)今世界，智能化已經(jīng)成為家電產(chǎn)品發(fā)展的一大重要趨勢(shì)，許多具備智能的家電產(chǎn)品都讓人們的生活更便捷。其中，掃地機(jī)器人以其獨(dú)特的功能性引起了許多消費(fèi)者的關(guān)注。盡管越來(lái)越受到歡迎，有些消費(fèi)者仍舊認(rèn)為，掃地機(jī)器人每天這樣花費(fèi)大量時(shí)間四處亂撞進(jìn)行清掃，其實(shí)并不實(shí)用。而不斷進(jìn)步的定位系統(tǒng)，其實(shí)正代表了掃地機(jī)器人的“智力水平”，在這些技術(shù)的加持下，未來(lái)掃地機(jī)器人或許將成為類(lèi)似冰洗空這樣的必備家電，走入我們的家庭生活。