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(zhù)城市道路新秩序。

　　這其中既包括特斯拉、蔚小李等造車(chē)新勢力對百年汽車(chē)工業(yè)發(fā)起的挑戰，也包括諸如行駛在城市街道角落環(huán)衛車(chē)的自動(dòng)駕駛升級。

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

　　24個(gè)傳感器與家庭自動(dòng)駕駛系統

　　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……對于掃地機器人的研發(fā)而言，這些都需要考慮進(jìn)去，實(shí)際上，需要被考慮的又遠遠不止這些。

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

　　在面對電線(xiàn)、鞋襪、體重秤，甚至寵物糞便這類(lèi)地面低矮障礙物時(shí)，掃地機器人經(jīng)常無(wú)法很好地工作，甚至因卷入電線(xiàn)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器人采用的激光雷達普遍居于掃地機器人頂部，僅僅依靠頂部的激光雷達無(wú)法識別到8cm以下的物體，這就使得掃地機器人早年間的技術(shù)方案與其主要負責地面清潔的研發(fā)初衷看似有些矛盾。

　　家中有小孩兒或寵物是不少家庭的常態(tài)，在這類(lèi)家庭中，早期掃地機器人用戶(hù)會(huì )發(fā)現，掃地機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)境中存在運動(dòng)物體時(shí)，動(dòng)態(tài)遮擋就成了一個(gè)不可避免的問(wèn)題，這種情況直接影響到掃地機器人路徑規劃結果，如何將這些運動(dòng)物體遮擋與桌椅板凳等環(huán)境中的靜態(tài)物體遮擋區分開(kāi)來(lái)，也就成了掃地機器人一個(gè)需要解決的難題。

　　諸如此類(lèi)，都是掃地機器人技術(shù)團隊在家庭環(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)歷了十數年的技術(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)旗艦掃地機器人S10 Pro正式發(fā)布，官方數據顯示，S10 Pro是追覓目前為止開(kāi)發(fā)難度最大、應用傳感器最多的一款產(chǎn)品。

　　為了適應復雜的家庭道路環(huán)境，追覓S10 Pro配備傳感器多達24個(gè)，除了用于常規定位導航的激光雷達、用于解決低矮障礙物避障的結構光和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……這些傳感器構建了一個(gè)復雜的自動(dòng)駕駛系統。

　　一個(gè)細節是，AI視覺(jué)的加入讓障礙物實(shí)景識別成為可能，通過(guò)對6大類(lèi)、超30種障礙物的實(shí)景識別，掃地機器人可以采取不同的避障策略，如果識別出是桌椅腿的話(huà)，可以采用更接近的清掃策略；如果識別出是電線(xiàn)的話(huà)，則可以采用繞行策略。

　　這樣的AI識別工作原理看似簡(jiǎn)單，背后實(shí)則潛藏著(zhù)龐大的工作量。例如，想讓掃地機器人在家庭環(huán)境中識別出拖鞋，就需要將市面上常見(jiàn)的各類(lèi)拖鞋都買(mǎi)回來(lái)，然后擺放在不同位置進(jìn)行拍照，接著(zhù)通過(guò)大量的實(shí)景圖片訓練掃地機器人的用于實(shí)景識別的AI模型，模型訓練完成后會(huì )被放到掃地機器人的避障數據庫中。

　　在實(shí)際家庭環(huán)境中，掃地機器人遇到障礙物后會(huì )與避障數據庫中數據進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，達到閾值就會(huì )判定為拖鞋，并標注在地圖上。

　　這是追覓全自動(dòng)掃地機器人S10 Pro的AI視覺(jué)輔助避障整個(gè)工作流程，這其中不僅要掃地機器人自身有強大的算法、足夠的算力做支撐，還需要追覓每家掃地機器人廠(chǎng)商有一套足夠精細的避障數據庫，這個(gè)數據庫龐大程度遠超想象。

　　不過(guò)，輔助避障僅僅是AI視覺(jué)對于掃地機器人能力提升的冰山一角，它更大的價(jià)值在于讓掃地機器人的機器人屬性開(kāi)始得以體現，當掃地機器人能夠進(jìn)行遠程看護，當掃地機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器人無(wú)法實(shí)現的附加價(jià)值。

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

　　改進(jìn)LDS

　　2021年2月，追覓掃地機器人L10 Pro發(fā)布，不同于第一代掃地機器人的VSLAM定位導航方案，這代產(chǎn)品轉向了當時(shí)國內主流的激光雷達方案，這樣的技術(shù)路線(xiàn)后來(lái)被一直沿用至今。

　　激光雷達作為掃地機器人主流定位導航方案普遍優(yōu)于VSLAM，一個(gè)主要原因是，VSLAM方案定位精度在5-10cm之間，而激光雷達做定位導航則可以將精度控制在1cm以?xún)�，然而，即便是這1cm的偏差，經(jīng)過(guò)日積月累，同樣會(huì )出現地圖邊界點(diǎn)重疊、錯位等問(wèn)題。

　　為此，2021年，追覓內部著(zhù)重對導航精度、定位精度兩項指標進(jìn)行過(guò)攻堅和優(yōu)化，經(jīng)過(guò)這輪算法優(yōu)化，追覓跨越了激光雷達定位導航穩定性的問(wèn)題。

　　解決了穩定性問(wèn)題后，追覓開(kāi)始思考另一個(gè)問(wèn)題——如何讓下一代掃地機器人在建圖能力上更進(jìn)一步。

　　2022年年初，追覓開(kāi)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(diǎn)計算能力。

　　在家庭環(huán)境中，掃地機器人啟動(dòng)清掃任務(wù)后，會(huì )先通過(guò)激光雷達掃描當前環(huán)境，計算掃地機下一個(gè)需要到達的路徑點(diǎn)，在前往下一個(gè)路徑點(diǎn)時(shí)，通過(guò)激光雷達進(jìn)行定位導航，結構光和AI視覺(jué)進(jìn)行避障，并將障礙物標注在地圖內，從而平穩地行駛到第二個(gè)路徑點(diǎn)，之后的運動(dòng)過(guò)程依次重復這樣的工作。

　　在這個(gè)過(guò)程中，追覓研發(fā)團隊發(fā)現，掃地機器人出現位置計算錯誤是一個(gè)很常見(jiàn)的問(wèn)題，這一問(wèn)題直接導致地圖偏移、地圖重疊，于是他們想到一個(gè)辦法——在掃地機器人一邊行走一邊定位過(guò)程中，實(shí)時(shí)與之前的定位進(jìn)行比對，出現計算錯誤時(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定位導航系統，或者說(shuō)是S10 Pro的自動(dòng)駕駛系統有了自糾錯能力，也成為這代產(chǎn)品一個(gè)鮮為人知的變化。

　　給掃地機升升溫

　　2022年，多功能基站開(kāi)始在掃地機器人行業(yè)廣泛應用，多功能基站讓掃地機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(hù)雙手，這也是掃地機器人出現的初衷，為掃地機器人進(jìn)一步普及奠定了基礎。

　　追覓S10 Pro同樣是一個(gè)帶有多功能基站的掃地機器人，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(hù)體驗上還做了升級：

　　作為采用雙圓盤(pán)拖布拖地的掃拖一體機器人，S10 Pro是首個(gè)將圓盤(pán)拖布做成升降式的產(chǎn)品，據鋅產(chǎn)業(yè)了解，這款產(chǎn)品通過(guò)加入螺旋結構能夠將圓盤(pán)拖布升起7-8mm，可以實(shí)現上地毯、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、避免臟拖布對地面造成二次污染。

　　除此以外，針對掃地機器人長(cháng)久以來(lái)存在的噪音表現不佳的問(wèn)題，追覓也針對風(fēng)機結構、風(fēng)道設計、隔音材料等方面進(jìn)行了改進(jìn)，據官方數據顯示，這樣的優(yōu)化最終使得追覓比掃地機器人風(fēng)機主流供應商提供的產(chǎn)品有一定提升。

　　不過(guò)，目前掃地機器人在國內滲透率仍不足10%，整個(gè)行業(yè)還有待進(jìn)一步升級。

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