百平世界里的自動駕駛

　　自動駕駛技術(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、蔚小李等造車新勢力對百年汽車工業(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)車的自動駕駛升級。

　　實際上，被自動駕駛技術(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個傳感器與家庭自動駕駛系統(tǒng)

　　​一個100㎡的家庭環(huán)境會有什么?

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

　　在家庭100㎡這個小世界里，自動駕駛的復(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：

　　在面對電線、鞋襪、體重秤，甚至寵物糞便這類地面低矮障礙物時，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”。

　　這是因為主流掃地機(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�態(tài)，在這類家庭中，早期掃地機(jī)器人用戶會發(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。

　　這是因為環(huán)境中存在運(yùn)動物體時，動態(tài)遮擋就成了一個不可避免的問題，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)隊在家庭環(huán)境下需要攻克的自動駕駛難題，為了解決這些難題，整個行業(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，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)建了一個復(fù)雜的自動駕駛系統(tǒng)。

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

　　

 

　　這樣的AI識別工作原理看似簡單，背后實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，接著通過大量的實景圖片訓(xùn)練掃地機(jī)器人的用于實景識別的AI模型，模型訓(xùn)練完成后會被放到掃地機(jī)器人的避障數(shù)據(jù)庫中。

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

　　這是追覓全自動掃地機(jī)器人S10 Pro的AI視覺輔助避障整個工作流程，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，這個數(shù)據(jù)庫龐大程度遠(yuǎn)超想象。

　　不過，輔助避障僅僅是AI視覺對于掃地機(jī)器人能力提升的冰山一角，它更大的價值在于讓掃地機(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，這些都是之前掃地機(jī)器人無法實現(xiàn)的附加價值。

　　

 

　　同樣是在這代產(chǎn)品中，追覓自動駕駛系統(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)時國內(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，同樣會出現(xiàn)地圖邊界點重疊、錯位等問題。

　　為此，2021年，追覓內(nèi)部著重對導(dǎo)航精度、定位精度兩項指標(biāo)進(jìn)行過攻堅和優(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LDS方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，這次優(yōu)化的是位置點計算能力。

　　在家庭環(huán)境中，掃地機(jī)器人啟動清掃任務(wù)后，會先通過激光雷達(dá)掃描當(dāng)前環(huán)境，計算掃地機(jī)下一個需要到達(dá)的路徑點，在前往下一個路徑點時，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)地行駛到第二個路徑點，之后的運(yùn)動過程依次重復(fù)這樣的工作。

　　在這個過程中，追覓研發(fā)團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，掃地機(jī)器人出現(xiàn)位置計算錯誤是一個很常見的問題，這一問題直接導(dǎo)致地圖偏移、地圖重疊，于是他們想到一個辦法——在掃地機(jī)器人一邊行走一邊定位過程中，實時與之前的定位進(jìn)行比對，出現(xiàn)計算錯誤時進(jìn)行實時位置矯正，這也就是S10 Pro中加入的實時地圖矯正功能。

　　實時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的自動駕駛系統(tǒng)有了自糾錯能力，也成為這代產(chǎn)品一個鮮為人知的變化。

　　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同樣是一個帶有多功能基站的掃地機(jī)器人，能自動洗拖布、自動集塵、自動烘干、自動加注清潔液、自動補(bǔ)水的全能基站，只需輕輕一點，便可讓家務(wù)隱形、讓生活簡單。

　　與此同時，追覓S10 Pro就地面清潔和用戶體驗上還做了升級：

　　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)�圓盤拖布升起7-8mm，可以實現(xiàn)上地毯、回充回洗的時候都能夠自動抬升拖布，避免濕拖布打濕地毯、避免臟拖布對地面造成二次污染。

　　除此以外，針對掃地機(jī)器人長久以來存在的噪音表現(xiàn)不佳的問題，追覓也針對風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)、風(fēng)道設(shè)計、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)器人在國內(nèi)滲透率仍不足10%，整個行業(yè)還有待進(jìn)一步升級。

　　如果說室內(nèi)自動駕駛技術(shù)讓家庭自動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 鋅產(chǎn)業(yè)(ID：xinchanye2021)，作者：金旺