掃地機器人的發展歷程

第一代：掃地機器人的誕生

1997年(nian)第一代掃(sao)(sao)地機器(qi)人(ren)誕生于瑞典伊萊克斯三葉蟲專業家電制造商，三葉草采用(yong)位于機器(qi)后部的(de)(de)單滾刷(shua)(shua)及無(wu)邊刷(shua)(shua)設計，擁(yong)有無(wu)電自(zi)動回(hui)充防跌落的(de)(de)功能(neng)。它的(de)(de)反應速(su)度(du)、運算(suan)速(su)度(du)以及機器(qi)行進速(su)度(du)都比較慢(man)，導致清(qing)掃(sao)(sao)的(de)(de)效率低下。同時它的(de)(de)設計厚度(du)不合理，造成他無(wu)法深入很多家具底(di)部進行清(qing)掃(sao)(sao)，也是(shi)該(gai)款(kuan)產(chan)品(pin)的(de)(de)最(zui)大詬(gou)病之一。而其高昂(ang)的(de)(de)價格更是(shi)讓絕大多數消費者望而卻步，所以該(gai)款(kuan)產(chan)品(pin)的(de)(de)關注(zhu)程度(du)較低。英國黑科技(ji)公司Dyson(戴森)曾于2001年(nian)設計了(le)一款(kuan)名為DC06的(de)(de)掃(sao)(sao)地機器(qi)人(ren)，但因為價格過于高昂(ang)，并沒有推出市(shi)面。據說這款(kuan)吸(xi)塵器(qi)搭載了(le)超過70個(ge)傳感器(qi)、兩臺(tai)機載計算(suan)機，有著強大的(de)(de)吸(xi)力(li)和(he)精確的(de)(de)探測，上市(shi)的(de)(de)話大概要賣3000美元(折合人(ren)民幣(bi)20690元)。

優點(dian)：自動回充，跌(die)落設計(ji)缺(que)點(dian)：價格(ge)貴(gui)，高度設計(ji)不合理，清(qing)掃(sao)效率低。點(dian)評：第一(yi)代(dai)(dai)產(chan)品雖然有很大的(de)不足(zu)，但(dan)是它也(ye)屬于跨時(shi)代(dai)(dai)的(de)產(chan)品，時(shi)至(zhi)今日，還有不少(shao)國產(chan)掃(sao)地(di)機沿用(yong)著當初第一(yi)代(dai)(dai)掃(sao)地(di)機器人的(de)技術。

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第二代：隨機式清掃時代

到了2002年，美國科技公司iRobot推出了Roomba掃地機器人。其實(shi)，iRobot最早是(shi)(shi)做軍用及安(an)防機器人起家(jia)，專門為美國政府、軍方、及各國高校(xiao)和研究機構提供太空探測(ce)、戰地(di)(di)(di)救(jiu)援、排爆、勘察(cha)、安(an)保、研發等不同用途的(de)(de)(de)機器人。而2002年(nian)的(de)(de)(de)Roomba就是(shi)(shi)iRobot轉型家(jia)用的(de)(de)(de)首次嘗(chang)試。起初iRobot公(gong)司只生產了(le)(le)(le)15000多臺，但(dan)是(shi)(shi)在(zai)發布會上就銷售了(le)(le)(le)1萬(wan)多臺，他們(men)預感到強(qiang)烈的(de)(de)(de)市場需求(qiu)，于是(shi)(shi)同年(nian)圣誕節(jie)又追加生產了(le)(le)(le)5萬(wan)臺，以滿足節(jie)日需要，這(zhe)一成功動(dong)作(zuo)之(zhi)后(hou)，正式開啟了(le)(le)(le)掃(sao)地(di)(di)(di)機器人的(de)(de)(de)發展爆發階段。但(dan)是(shi)(shi)隨之(zhi)而來(lai)的(de)(de)(de)弊(bi)端也有(you)不少(shao)，不少(shao)使用者抱(bao)怨：“我(wo)家(jia)掃(sao)地(di)(di)(di)機器人經常在(zai)掃(sao)過的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)方來(lai)回的(de)(de)(de)走(zou)，有(you)的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)方又干脆不掃(sao)”；“工作(zuo)時候聲音太大了(le)(le)(le)，只要一工作(zuo)，午睡的(de)(de)(de)小朋友都會被吵醒”；“有(you)點呆板(ban)，不小心(xin)在(zai)地(di)(di)(di)上有(you)插線板(ban)什(shen)么的(de)(de)(de)，就有(you)可能被纏住(zhu)，卡住(zhu)半天”；“我(wo)家(jia)掃(sao)地(di)(di)(di)機走(zou)走(zou)位很風騷(sao)，很撲朔迷離”。

優點：厚(hou)度低于12厘(li)米以下，增加(jia)(jia)邊刷輔(fu)助清(qing)潔(jie)(jie)，清(qing)掃(sao)能力(li)有(you)所提高缺點：隨機(ji)(ji)碰撞，覆蓋率低，吸(xi)力(li)較弱點評：第二代(dai)產品減少了機(ji)(ji)身的(de)(de)厚(hou)度，增加(jia)(jia)了邊刷，對墻(qiang)角的(de)(de)清(qing)潔(jie)(jie)能力(li)有(you)所提升，但是始終還是隨機(ji)(ji)式的(de)(de)覆蓋較低，一律叫大清(qing)潔(jie)(jie)算法，有(you)著天生(sheng)的(de)(de)劣(lie)勢(shi)。

第三代：隨機是清掃時代-燈塔定位

考慮到隨機(ji)(ji)式機(ji)(ji)型遺(yi)漏問題嚴重(zhong)，iRobot又推出了一個類型號號稱燈(deng)(deng)塔的(de)(de)(de)(de)(de)輔助定位掃地(di)機(ji)(ji)。燈(deng)(deng)塔發出信號能夠(gou)被(bei)掃地(di)機(ji)(ji)接收，從(cong)而判斷出自(zi)己和(he)燈(deng)(deng)塔的(de)(de)(de)(de)(de)距離，在很(hen)大(da)程度上改善了之前(qian)類似無(wu)頭蒼蠅(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)情況。但(dan)是(shi)由于(yu)相對(dui)參(can)照坐(zuo)標，因(yin)此對(dui)燈(deng)(deng)塔的(de)(de)(de)(de)(de)擺放有著極(ji)高的(de)(de)(de)(de)(de)要求，很(hen)多(duo)時(shi)候覆蓋率的(de)(de)(de)(de)(de)高低(di)完(wan)全取(qu)決于(yu)，擺放者的(de)(de)(de)(de)(de)水平。因(yin)此，當你搜索燈(deng)(deng)塔掃地(di)機(ji)(ji)器(qi)人的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)詞的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候，往往會看看到大(da)多(duo)都是(shi)，求助如何擺放的(de)(de)(de)(de)(de)。

優(you)點(dian)：新的定(ding)位技術有(you)效的提高的覆蓋(gai)率(lv)至99%缺點(dian)：燈(deng)塔擺放(fang)的位置要(yao)求極高，需要(yao)定(ding)期充電點(dian)評：雖然(ran)想盡辦法解(jie)決(jue)(jue)遺留的問(wen)題(ti)，但(dan)始終有(you)點(dian)。隔靴搔癢治(zhi)(zhi)標不治(zhi)(zhi)本(ben)的感覺(jue)。一(yi)般情況下，一(yi)百平米的家庭需要(yao)三個燈(deng)塔才能(neng)解(jie)決(jue)(jue)覆蓋(gai)問(wen)題(ti)，但(dan)是三個燈(deng)塔的價格基本(ben)上就可以買一(yi)個掃地機了！

第四代：規劃式清掃-攝像頭定位

隨后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾年(nian)，不少科技(ji)公司開始研究規(gui)劃式掃(sao)地(di)(di)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)，最(zui)初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)想法(fa)(fa)是(shi)讓掃(sao)地(di)(di)機(ji)(ji)(ji)可(ke)以看到房間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，然后家里清掃(sao)減少遺漏。這一臺掃(sao)地(di)(di)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)核心技(ji)術是(shi)攝(she)(she)像(xiang)頭定位(wei)，用(yong)攝(she)(she)像(xiang)頭掃(sao)描周圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)(jing)，結合(he)紅外傳感器(qi)(qi)，每秒拍攝(she)(she)30張圖片生成地(di)(di)面固(gu)定面積(ji)十米墻面圖，然后利(li)(li)(li)用(yong)數學(xue)運(yun)算和幾何三(san)角法(fa)(fa)測(ce)(ce)繪出(chu)房間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)圖，以此來(lai)(lai)進行導(dao)航，前(qian)(qian)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)路(lu)上會根據前(qian)(qian)后攝(she)(she)像(xiang)中各(ge)個坐標(biao)位(wei)置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化來(lai)(lai)判斷當前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)(yi)動(dong)路(lu)線，對其所構(gou)(gou)造的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)(jing)模型(xing)進行更新(xin)(xin)和調整。著名傳統吸塵器(qi)(qi)品牌Dyson十幾年(nian)前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)地(di)(di)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)計(ji)劃失敗后，終于在2014年(nian)重返掃(sao)地(di)(di)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)市場，推(tui)出(chu)了高(gao)端掃(sao)地(di)(di)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)360Eye。它利(li)(li)(li)用(yong)頂部搭載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)攝(she)(she)像(xiang)頭全方位(wei)觀測(ce)(ce)并(bing)(bing)(bing)分析周圍(wei)環境(jing)(jing)，利(li)(li)(li)用(yong)算法(fa)(fa)得出(chu)房間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)圖和做出(chu)導(dao)航，并(bing)(bing)(bing)根據前(qian)(qian)后圖像(xiang)中各(ge)個地(di)(di)標(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置變化來(lai)(lai)判斷當前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)(yi)動(dong)路(lu)線，并(bing)(bing)(bing)對其所構(gou)(gou)建(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)(jing)模型(xing)進行更新(xin)(xin)與調整。

優點(dian)：解(jie)決了定位問題有(you)規(gui)劃(hua)，而且提高了覆蓋率缺點(dian)：受(shou)光線(xian)影(ying)響很大，天黑了，無(wu)法(fa)自主(zhu)清(qing)掃(sao)點(dian)評：第(di)四代掃(sao)地機器人從技(ji)術角度出發，通過攝像頭定位，有(you)效(xiao)地解(jie)決了清(qing)掃(sao)一個問題，但是受(shou)制于(yu)光線(xian)的影(ying)響，在(zai)昏(hun)暗(an)的環境下工作還是很受(shou)限的，再者就(jiu)是造(zao)價高達(da)上萬元，致使無(wu)法(fa)普及，有(you)不少機型只存(cun)在(zai)于(yu)實驗室里。

第五代：規劃式清掃-激光掃描定位

到了，2010年邏輯的(de)(de)創(chuang)始人(ren)(ren)賈(jia)科莫(mo)馬里尼，在美國(guo)加州(zhou)硅谷推(tui)出了一款(kuan)使(shi)用激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達測(ce)距的(de)(de)掃(sao)(sao)地(di)(di)機器(qi)人(ren)(ren)，他的(de)(de)機身裝備了一個(ge)激(ji)光(guang)(guang)(guang)發射器(qi)，一個(ge)激(ji)光(guang)(guang)(guang)接(jie)收器(qi)。在工作的(de)(de)時候，發射器(qi)發射激(ji)光(guang)(guang)(guang)，遇(yu)到障礙物之后，激(ji)光(guang)(guang)(guang)會反射，光(guang)(guang)(guang)會被接(jie)收器(qi)接(jie)收到，通過計算發射器(qi)和接(jie)收的(de)(de)時間差。利用光(guang)(guang)(guang)速(su)恒(heng)定的(de)(de)原理以(yi)及一系(xi)列的(de)(de)算法，能夠(gou)算出障礙物與機器(qi)之間的(de)(de)距離，生(sheng)成(cheng)3d地(di)(di)圖(tu)(tu)。能夠(gou)有效的(de)(de)進入(ru)清(qing)掃(sao)(sao)區(qu)域和未(wei)清(qing)掃(sao)(sao)區(qu)域。Neato掃(sao)(sao)地(di)(di)機器(qi)人(ren)(ren)于2010年推(tui)出，使(shi)用一個(ge)可(ke)以(yi)360度旋轉的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)距儀(yi)掃(sao)(sao)描周圍的(de)(de)環境(jing)并進行即時定位與環境(jing)地(di)(di)圖(tu)(tu)構建（SLAM），在此基礎上進行合理規劃(hua)清(qing)掃(sao)(sao)路(lu)線。Neato還可(ke)以(yi)進行斷(duan)點(dian)記憶恢(hui)復(fu)，當它因電量(liang)不(bu)足而(er)自(zi)動返回充電完畢后，可(ke)以(yi)從(cong)上次返回的(de)(de)斷(duan)點(dian)接(jie)著進行清(qing)掃(sao)(sao)。

優點：覆(fu)蓋(gai)率高，清潔能力(li)強，首創斷點式續掃缺(que)點：價格是普通國產(chan)機(ji)的(de)2到3倍，機(ji)身厚(hou)度約十厘米。點評：激光雷達(da)目(mu)前(qian)看來是一(yi)(yi)個比較(jiao)理想(xiang)的(de)解決方案，配(pei)合地(di)(di)形設定于一(yi)(yi)千帕，大吸力(li)覆(fu)蓋(gai)率，96%的(de)同時(shi)有效的(de)清潔地(di)(di)面(mian)，是目(mu)前(qian)市面(mian)上比較(jiao)領先的(de)機(ji)型。