掃地機器人的發展歷程

第一代：掃地機器人的誕生

1997年第一代(dai)掃(sao)地機(ji)(ji)器人(ren)(ren)誕生于瑞典伊萊克(ke)斯三葉蟲(chong)專(zhuan)業(ye)家電制造商，三葉草采用(yong)位于機(ji)(ji)器后部(bu)的(de)單滾刷及無(wu)邊刷設計，擁有(you)無(wu)電自動回充防(fang)跌落的(de)功能。它(ta)的(de)反應速度(du)(du)、運算速度(du)(du)以(yi)及機(ji)(ji)器行(xing)進速度(du)(du)都比較慢，導致(zhi)清掃(sao)的(de)效率低下。同時(shi)它(ta)的(de)設計厚度(du)(du)不合理，造成他無(wu)法(fa)深入(ru)很多(duo)家具底部(bu)進行(xing)清掃(sao)，也是該款產品(pin)的(de)最大(da)詬病之一。而(er)其高(gao)昂的(de)價(jia)(jia)格(ge)更是讓絕大(da)多(duo)數消費者(zhe)望而(er)卻步，所以(yi)該款產品(pin)的(de)關注(zhu)程(cheng)度(du)(du)較低。英(ying)國(guo)黑(hei)科技公司(si)Dyson(戴(dai)森(sen))曾于2001年設計了(le)一款名(ming)為DC06的(de)掃(sao)地機(ji)(ji)器人(ren)(ren)，但(dan)因為價(jia)(jia)格(ge)過于高(gao)昂，并(bing)沒有(you)推出市(shi)面。據(ju)說這款吸(xi)塵(chen)器搭載(zai)了(le)超(chao)過70個傳(chuan)感器、兩臺(tai)機(ji)(ji)載(zai)計算機(ji)(ji)，有(you)著強大(da)的(de)吸(xi)力和(he)精確(que)的(de)探測，上市(shi)的(de)話(hua)大(da)概要賣(mai)3000美元(折合人(ren)(ren)民幣20690元)。

優點(dian)(dian)：自動回充，跌落設計缺點(dian)(dian)：價格貴，高度設計不(bu)合理，清掃效率低。點(dian)(dian)評：第一代產(chan)品雖(sui)然(ran)有很大(da)的不(bu)足，但是它(ta)也屬于跨時代的產(chan)品，時至今日，還有不(bu)少國產(chan)掃地機沿用著當初第一代掃地機器人的技術。

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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)做軍用及安防機器人起(qi)家，專門為美國政(zheng)府、軍方(fang)、及各國高(gao)校和(he)研(yan)究機構提供(gong)太空探測、戰(zhan)地(di)(di)救援、排爆、勘察、安保、研(yan)發(fa)等(deng)不同用途的(de)(de)(de)機器人。而(er)2002年(nian)的(de)(de)(de)Roomba就(jiu)是(shi)iRobot轉(zhuan)型家用的(de)(de)(de)首(shou)次嘗試。起(qi)初iRobot公(gong)司只生產了(le)15000多(duo)臺(tai)，但是(shi)在發(fa)布(bu)會上就(jiu)銷售了(le)1萬多(duo)臺(tai)，他們預感(gan)到強烈的(de)(de)(de)市場需求，于(yu)是(shi)同年(nian)圣誕節又追加生產了(le)5萬臺(tai)，以滿足(zu)節日需要，這一(yi)成功動作(zuo)之后，正式開啟(qi)了(le)掃地(di)(di)機器人的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)爆發(fa)階(jie)段。但是(shi)隨(sui)之而(er)來的(de)(de)(de)弊(bi)端也(ye)有不少(shao)，不少(shao)使用者抱怨：“我(wo)家掃地(di)(di)機器人經常在掃過的(de)(de)(de)地(di)(di)方(fang)來回的(de)(de)(de)走，有的(de)(de)(de)地(di)(di)方(fang)又干(gan)脆不掃”；“工作(zuo)時候聲音太大了(le)，只要一(yi)工作(zuo)，午睡的(de)(de)(de)小朋(peng)友都會被吵醒”；“有點呆板，不小心在地(di)(di)上有插(cha)線板什么(me)的(de)(de)(de)，就(jiu)有可(ke)能被纏住，卡住半天”；“我(wo)家掃地(di)(di)機走走位很風(feng)騷，很撲朔迷離(li)”。

優(you)點：厚(hou)度低(di)于(yu)12厘米以下，增加邊(bian)刷輔(fu)助(zhu)清潔(jie)，清掃能(neng)力有所提高缺點：隨機碰撞，覆蓋率低(di)，吸力較(jiao)(jiao)弱點評：第二代產品減少(shao)了機身的厚(hou)度，增加了邊(bian)刷，對墻角(jiao)的清潔(jie)能(neng)力有所提升，但是(shi)始終還是(shi)隨機式的覆蓋較(jiao)(jiao)低(di)，一律叫大清潔(jie)算法，有著天生的劣勢。

第三代：隨機是清掃時代-燈塔定位

考慮到隨機式機型遺(yi)漏(lou)問題嚴(yan)重，iRobot又推出(chu)了一個類型號號稱燈(deng)(deng)塔(ta)(ta)(ta)的(de)輔助定位掃地(di)機。燈(deng)(deng)塔(ta)(ta)(ta)發出(chu)信號能夠被掃地(di)機接收，從而(er)判斷出(chu)自己和燈(deng)(deng)塔(ta)(ta)(ta)的(de)距離，在很(hen)(hen)大(da)程度(du)上(shang)改善(shan)了之前類似無頭蒼蠅的(de)情況。但(dan)是由于(yu)相對參照坐標，因此對燈(deng)(deng)塔(ta)(ta)(ta)的(de)擺放有著極高(gao)的(de)要求(qiu)，很(hen)(hen)多時候覆蓋(gai)率的(de)高(gao)低完全取決于(yu)，擺放者的(de)水平。因此，當(dang)你(ni)搜(sou)索(suo)燈(deng)(deng)塔(ta)(ta)(ta)掃地(di)機器人(ren)的(de)關鍵(jian)詞的(de)時候，往(wang)往(wang)會看看到大(da)多都(dou)是，求(qiu)助如何擺放的(de)。

優點(dian)(dian)：新的(de)(de)定(ding)位技術有效的(de)(de)提高(gao)的(de)(de)覆(fu)蓋(gai)(gai)率至(zhi)99%缺點(dian)(dian)：燈塔(ta)擺放的(de)(de)位置要求極高(gao)，需(xu)要定(ding)期充電點(dian)(dian)評：雖然想盡(jin)辦(ban)法解決(jue)遺留的(de)(de)問(wen)(wen)題，但始終有點(dian)(dian)。隔靴搔(sao)癢治標(biao)不(bu)治本(ben)的(de)(de)感覺。一般情況下，一百平(ping)米的(de)(de)家庭需(xu)要三個(ge)燈塔(ta)才能解決(jue)覆(fu)蓋(gai)(gai)問(wen)(wen)題，但是三個(ge)燈塔(ta)的(de)(de)價格基本(ben)上就可(ke)以買一個(ge)掃地機了(le)！

第四代：規劃式清掃-攝像頭定位

隨后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)幾(ji)年，不少(shao)(shao)科技(ji)公司開始研究(jiu)規劃(hua)式掃(sao)(sao)(sao)地機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)，最初(chu)的(de)(de)(de)(de)想法(fa)(fa)是讓掃(sao)(sao)(sao)地機(ji)可以(yi)看到房(fang)間的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)，然(ran)后(hou)(hou)家里(li)清掃(sao)(sao)(sao)減少(shao)(shao)遺(yi)漏。這(zhe)一臺掃(sao)(sao)(sao)地機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)，它的(de)(de)(de)(de)核心技(ji)術是攝(she)(she)像(xiang)頭(tou)定(ding)位(wei)，用(yong)(yong)攝(she)(she)像(xiang)頭(tou)掃(sao)(sao)(sao)描周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境，結合(he)紅外傳感器(qi)(qi)，每秒拍攝(she)(she)30張圖片生成地面(mian)固定(ding)面(mian)積十米墻面(mian)圖，然(ran)后(hou)(hou)利(li)(li)用(yong)(yong)數學運算和(he)幾(ji)何三角法(fa)(fa)測(ce)繪出房(fang)間的(de)(de)(de)(de)地圖，以(yi)此(ci)來進(jin)行(xing)導航，前(qian)面(mian)的(de)(de)(de)(de)路上會根據前(qian)后(hou)(hou)攝(she)(she)像(xiang)中各個(ge)坐(zuo)標位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)來判斷當(dang)前(qian)的(de)(de)(de)(de)移(yi)動路線(xian)，對(dui)其所構造的(de)(de)(de)(de)環(huan)境模型進(jin)行(xing)更新和(he)調整。著(zhu)名(ming)傳統吸塵器(qi)(qi)品牌Dyson十幾(ji)年前(qian)的(de)(de)(de)(de)掃(sao)(sao)(sao)地機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)計劃(hua)失敗后(hou)(hou)，終于在(zai)2014年重返(fan)掃(sao)(sao)(sao)地機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)市場，推出了高端掃(sao)(sao)(sao)地機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)360Eye。它利(li)(li)用(yong)(yong)頂部搭載的(de)(de)(de)(de)攝(she)(she)像(xiang)頭(tou)全方(fang)位(wei)觀測(ce)并(bing)(bing)(bing)分析周(zhou)圍(wei)環(huan)境，利(li)(li)用(yong)(yong)算法(fa)(fa)得出房(fang)間的(de)(de)(de)(de)地圖和(he)做出導航，并(bing)(bing)(bing)根據前(qian)后(hou)(hou)圖像(xiang)中各個(ge)地標的(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)變化(hua)來判斷當(dang)前(qian)的(de)(de)(de)(de)移(yi)動路線(xian)，并(bing)(bing)(bing)對(dui)其所構建的(de)(de)(de)(de)環(huan)境模型進(jin)行(xing)更新與調整。

優點(dian)：解決(jue)了(le)定位(wei)問題有規劃，而且(qie)提高了(le)覆蓋率缺(que)點(dian)：受(shou)光線(xian)影響很(hen)大，天黑了(le)，無法自主清掃點(dian)評：第四代掃地機器人從(cong)技術角度出發，通過攝像(xiang)頭定位(wei)，有效地解決(jue)了(le)清掃一個問題，但是(shi)受(shou)制于光線(xian)的(de)(de)影響，在昏暗(an)的(de)(de)環境下工作(zuo)還(huan)是(shi)很(hen)受(shou)限的(de)(de)，再者就是(shi)造價高達上萬元，致使無法普及，有不少機型只(zhi)存在于實驗室里(li)。

第五代：規劃式清掃-激光掃描定位

到了，2010年(nian)邏輯的(de)創始人(ren)(ren)(ren)賈科莫(mo)馬里尼，在(zai)美(mei)國加州硅谷推(tui)出了一款使用激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達(da)測距的(de)掃地機器人(ren)(ren)(ren)，他的(de)機身裝備了一個(ge)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)發(fa)(fa)射(she)(she)(she)器，一個(ge)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)接收器。在(zai)工作的(de)時候，發(fa)(fa)射(she)(she)(she)器發(fa)(fa)射(she)(she)(she)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)，遇(yu)到障礙(ai)物(wu)(wu)之后(hou)，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)會反(fan)射(she)(she)(she)，光(guang)(guang)(guang)會被接收器接收到，通過計(ji)算(suan)發(fa)(fa)射(she)(she)(she)器和接收的(de)時間(jian)(jian)差。利(li)用光(guang)(guang)(guang)速恒(heng)定(ding)的(de)原理以及一系列(lie)的(de)算(suan)法，能(neng)夠(gou)算(suan)出障礙(ai)物(wu)(wu)與機器之間(jian)(jian)的(de)距離，生成3d地圖。能(neng)夠(gou)有效的(de)進入清掃區域(yu)和未(wei)清掃區域(yu)。Neato掃地機器人(ren)(ren)(ren)于2010年(nian)推(tui)出，使用一個(ge)可(ke)以360度旋轉的(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)測距儀掃描周圍的(de)環境并進行即時定(ding)位與環境地圖構建（SLAM），在(zai)此基礎上進行合理規劃清掃路線。Neato還可(ke)以進行斷(duan)點記憶(yi)恢復，當它因電(dian)量(liang)不足而自動返(fan)(fan)回(hui)充電(dian)完畢(bi)后(hou)，可(ke)以從上次(ci)返(fan)(fan)回(hui)的(de)斷(duan)點接著(zhu)進行清掃。

優點：覆蓋率(lv)高，清潔(jie)能力(li)強，首創斷點式續掃缺點：價格(ge)是普通國產機的2到(dao)3倍，機身厚(hou)度約十厘米。點評：激光雷(lei)達(da)目(mu)前看來是一(yi)個(ge)比(bi)較理(li)想(xiang)的解決方案，配合地(di)形設定于(yu)一(yi)千帕，大吸(xi)力(li)覆蓋率(lv)，96%的同(tong)時(shi)有(you)效的清潔(jie)地(di)面(mian)，是目(mu)前市(shi)面(mian)上比(bi)較領(ling)先(xian)的機型。