基于视觉导航系统的扫地机器人完成自主导航定位功能

近年来，随着智能家居的布局，扫地机器人受到不少高端家庭和追求新鲜刺激的年轻人的追捧，逐渐成为了现代家庭常用的清洁工具之一。伴随扫地机市场的潜力扩张，不少中高端扫地机器人都配备了视觉导航系统。

扫地机视觉模式有激光导航和陀螺仪导航两种。前者是通过激光测距传感器对环境进行扫描，构图精准度高，基本适用于各种环境;而后者顾名思义是依靠陀螺仪、加速度计等惯性传感器获取位置等信息，但构图精度有限，容易出现误差。因此，一般比较智能的扫地机器人通常都采用激光导航。

为告别扫地机乱碰乱撞现象，还要能做到自主路径规划，实现智能清扫。目前，市面上主流的扫地机器人使用的定位导航技术主要包括两种，一种是视觉定位导航技术，另一种是激光定位导航技术。

激光定位导航技术主要是通过对目标物发射激光信号，再根据从物体反射回来的信号时间差来计算这段距离，然后再发射激光的角度来确定物体和发射器的角度，从而得出物体与发射器的相对位置。

而视觉定位导航技术包含了摄像机（CCD图像传感器）、视频信号数字化设备、基于DSP的快速信号处理器、计算机及其外设等。而它的的工作原理简单说来就是对机器人周边的环境进行光学处理，先用摄像头进行图像信息采集，将采集的信息进行压缩，然后将它反馈到一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，再由学习子系统将采集到的图像信息和机器人的实际位置联系起来，完成机器人的自主导航定位功能。

激光定位导航与视觉定位导航两种技术都有其优缺点，激光的缺点毋庸置疑，传统激光雷达很贵，很多方面不大灵活。视觉导航对于环境光影的变化或者室内比较昏暗的场景是无法使用的。视觉导航技术的较大硬伤在于现阶段建图建模不够精确，使用体验并不尽如人意。

深圳市兆威机电股份有限公司（以下简称“兆威”）扫地机器人视觉导航方案便是基于这一技术打造的。该方案通过搭配摄像头升降或旋转模组来一起使用补足采用视觉导航技术时扫地机器人产品测距不准的短板。

通过机器人视觉导航传统系统为扫地机器人提供一双“慧眼”，让扫地机看到环境信息，辅助扫地机器人实现机体所在位置、清扫路径及未清扫区域的精准定位导航;通过对房屋空间地图，扫地机器人实现点对点较优路径规划或弓形路线规划;结合物体识别结果，可提供避障策略配置，实现物体选择性避障。扫地机视觉导航传动系统里面的摄像头组件比较简单，齿轮马达的寿命长、稳定性强，损耗几乎不用担心。

与激光雷达导航成本相比，兆威扫地机器人视觉传动解决方案可将硬件成本降低一倍，成本降低的同时还带来了好的用户体验：依托兆威多年的微型传动系统研发经验深度整合垂直领域的资源，在控制噪音方面，兆威通过优化无刷电机的齿轮箱结构，降低了噪音，用起来舒心。兆威把扫地机器人视觉传动解决方案系统化、模块化，便于合作伙伴整合开发，已应用于国外多家扫地机器人制造商。

从消费者的需求角度出发，未来的扫地机器人会被要求拥有更高的质量与标准。消费者对于扫地机器人的清洁能力、清洁效果的要求会越来越高。因此，整个行业的市场前景有赖于产品的进一步成熟与打磨;这也代表着低端产品未来不再会有市场的空间。

奥维云网的数据也证明着这一点，2019年1月至11月扫地机器人激光导航产品零售额占比达44.8%，同比上升8.5%，视觉导航零售额占比达15.7%，同比上升4.3%，与此同时，市面上还出现了激光导航与视觉导航同时集中在一款产品身上的情况，零售额占比达到了2.7%。而陀螺仪导航产品零售额占比为23.6%，同比下滑2.3%，至于其他导航产品零售额占比仅仅13.1%，同比下滑13.3%。可见市面低端产品的淘汰趋势已经愈加明显。

机器人视觉系统发展至今，早已不是单一的应用产品。现阶段激光导航测距传感器技术虽成熟更稳定，但随着产品同质化竞争严重，各家厂商必定会研制性价比更高的机器人视觉系统组件，降低硬件成本，让消费者以较低的价格，也可以享受到效果更好的扫地机器人产品。

在消费领域应用中，扫地机器人越来越多地配备上了机器视觉;与此同时，在工业和医疗应用领域，也逐渐有相应厂商开始尝试和探索。火爆的市场也象征着竞争，更高效的清扫、更方便智能的体验、更优惠的价格也成为了各大扫地机器人厂商新一轮技术竞赛的致胜关键。在5G应用场景布局中，扫地机器人成智能家居“排头兵“驶入3.0时代快速道将会迎来在技术升级和消费升级所带来的市场红利。

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