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(yi)代掃地(di)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)誕生于(yu)(yu)瑞(rui)典伊(yi)萊克斯(si)三葉(xie)蟲專業(ye)家電制(zhi)造(zao)(zao)商，三葉(xie)草采用位(wei)于(yu)(yu)機(ji)器(qi)(qi)后部的(de)單(dan)滾刷(shua)及(ji)無(wu)(wu)邊刷(shua)設(she)(she)(she)計，擁(yong)有(you)(you)無(wu)(wu)電自動回(hui)充防跌落的(de)功能。它(ta)的(de)反應速(su)(su)(su)度(du)(du)、運算(suan)速(su)(su)(su)度(du)(du)以(yi)及(ji)機(ji)器(qi)(qi)行進(jin)(jin)速(su)(su)(su)度(du)(du)都比(bi)較(jiao)慢，導致清掃的(de)效率低下(xia)。同時(shi)它(ta)的(de)設(she)(she)(she)計厚度(du)(du)不合理，造(zao)(zao)成他無(wu)(wu)法深入很多家具底部進(jin)(jin)行清掃，也是該(gai)款(kuan)產品的(de)最大(da)詬病之一(yi)。而(er)其(qi)高(gao)昂的(de)價(jia)格更是讓絕大(da)多數消費者望而(er)卻(que)步，所以(yi)該(gai)款(kuan)產品的(de)關注程度(du)(du)較(jiao)低。英(ying)國黑科技公司(si)Dyson(戴(dai)森)曾于(yu)(yu)2001年設(she)(she)(she)計了一(yi)款(kuan)名為DC06的(de)掃地(di)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)，但因為價(jia)格過(guo)于(yu)(yu)高(gao)昂，并沒有(you)(you)推出市(shi)面。據說(shuo)這款(kuan)吸塵(chen)器(qi)(qi)搭載(zai)了超過(guo)70個傳感器(qi)(qi)、兩臺機(ji)載(zai)計算(suan)機(ji)，有(you)(you)著(zhu)強(qiang)大(da)的(de)吸力和精確(que)的(de)探測，上市(shi)的(de)話大(da)概要賣(mai)3000美元(折合人(ren)民幣20690元)。

優(you)點(dian)：自動回充，跌落設計缺(que)點(dian)：價格貴，高(gao)度設計不合理，清掃效(xiao)率低。點(dian)評：第一代(dai)(dai)產(chan)品(pin)雖然(ran)有(you)很大的(de)(de)(de)不足，但(dan)是它也屬于跨時(shi)(shi)代(dai)(dai)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)，時(shi)(shi)至今日(ri)，還有(you)不少國產(chan)掃地(di)機(ji)沿用著當初第一代(dai)(dai)掃地(di)機(ji)器人的(de)(de)(de)技(ji)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(jun)用(yong)(yong)及(ji)(ji)安防機(ji)器(qi)人起(qi)家(jia)，專門為(wei)美國政(zheng)府、軍(jun)方、及(ji)(ji)各國高校和研究機(ji)構提供太空探測、戰地(di)(di)救援、排(pai)爆、勘(kan)察、安保、研發等不(bu)同用(yong)(yong)途(tu)的(de)(de)機(ji)器(qi)人。而(er)2002年的(de)(de)Roomba就是(shi)(shi)iRobot轉型家(jia)用(yong)(yong)的(de)(de)首(shou)次(ci)嘗試。起(qi)初iRobot公司只生產了(le)(le)15000多臺，但是(shi)(shi)在(zai)發布會上(shang)(shang)就銷售(shou)了(le)(le)1萬多臺，他(ta)們預感到強烈的(de)(de)市場需求，于是(shi)(shi)同年圣誕(dan)節又(you)追加生產了(le)(le)5萬臺，以滿(man)足節日需要，這(zhe)一成(cheng)功動(dong)作(zuo)(zuo)之(zhi)后，正式開(kai)啟了(le)(le)掃(sao)地(di)(di)機(ji)器(qi)人的(de)(de)發展爆發階段。但是(shi)(shi)隨(sui)之(zhi)而(er)來的(de)(de)弊端也有不(bu)少(shao)，不(bu)少(shao)使用(yong)(yong)者抱(bao)怨：“我家(jia)掃(sao)地(di)(di)機(ji)器(qi)人經常在(zai)掃(sao)過的(de)(de)地(di)(di)方來回的(de)(de)走(zou)，有的(de)(de)地(di)(di)方又(you)干脆不(bu)掃(sao)”；“工作(zuo)(zuo)時候聲音太大了(le)(le)，只要一工作(zuo)(zuo)，午睡的(de)(de)小朋友都會被吵(chao)醒”；“有點呆(dai)板(ban)，不(bu)小心(xin)在(zai)地(di)(di)上(shang)(shang)有插線(xian)板(ban)什么的(de)(de)，就有可(ke)能被纏(chan)住，卡住半(ban)天”；“我家(jia)掃(sao)地(di)(di)機(ji)走(zou)走(zou)位很風騷(sao)，很撲朔迷離”。

優點：厚度低(di)于12厘米以(yi)下(xia)，增(zeng)加邊刷輔助清(qing)潔，清(qing)掃(sao)能力(li)有(you)(you)所提(ti)高缺點：隨機(ji)碰撞(zhuang)，覆(fu)(fu)蓋率低(di)，吸力(li)較弱點評：第(di)二代產品減少了機(ji)身的(de)厚度，增(zeng)加了邊刷，對墻角的(de)清(qing)潔能力(li)有(you)(you)所提(ti)升，但是始終還(huan)是隨機(ji)式的(de)覆(fu)(fu)蓋較低(di)，一律叫大清(qing)潔算法，有(you)(you)著天生的(de)劣勢。

第三代：隨機是清掃時代-燈塔定位

考慮(lv)到隨機(ji)(ji)式機(ji)(ji)型(xing)遺漏(lou)問題嚴重，iRobot又推出(chu)(chu)了一個類(lei)型(xing)號(hao)號(hao)稱燈塔(ta)的(de)(de)輔(fu)助定(ding)位掃地機(ji)(ji)。燈塔(ta)發(fa)出(chu)(chu)信號(hao)能夠被掃地機(ji)(ji)接收，從而(er)判(pan)斷出(chu)(chu)自己和燈塔(ta)的(de)(de)距離，在(zai)很大程度上改善(shan)了之前類(lei)似無頭(tou)蒼蠅的(de)(de)情況。但是(shi)由于(yu)相(xiang)對參照坐標，因(yin)此對燈塔(ta)的(de)(de)擺放有著極(ji)高的(de)(de)要求，很多時候覆(fu)蓋率的(de)(de)高低完(wan)全取(qu)決于(yu)，擺放者的(de)(de)水平。因(yin)此，當你搜(sou)索燈塔(ta)掃地機(ji)(ji)器人的(de)(de)關鍵(jian)詞的(de)(de)時候，往(wang)往(wang)會看看到大多都(dou)是(shi)，求助如何擺放的(de)(de)。

優點(dian)：新的(de)(de)定位技術有效的(de)(de)提高的(de)(de)覆蓋率至99%缺(que)點(dian)：燈(deng)塔(ta)擺放的(de)(de)位置要求極高，需要定期充電點(dian)評：雖然想(xiang)盡辦法解決遺(yi)留的(de)(de)問(wen)題(ti)，但始終有點(dian)。隔靴搔癢治(zhi)標不治(zhi)本的(de)(de)感覺。一般情(qing)況下(xia)，一百(bai)平米(mi)的(de)(de)家庭(ting)需要三個燈(deng)塔(ta)才能解決覆蓋問(wen)題(ti)，但是三個燈(deng)塔(ta)的(de)(de)價格基本上(shang)就(jiu)可以(yi)買一個掃地機了！

第四代：規劃式清掃-攝像頭定位

隨后(hou)的(de)(de)(de)幾(ji)年(nian)，不(bu)少科(ke)技公司(si)開始研究規劃(hua)式掃(sao)地(di)(di)(di)(di)(di)機(ji)器(qi)(qi)人，最初的(de)(de)(de)想法(fa)是讓(rang)掃(sao)地(di)(di)(di)(di)(di)機(ji)可以(yi)看(kan)到(dao)房間的(de)(de)(de)情況，然后(hou)家里清掃(sao)減(jian)少遺漏(lou)。這(zhe)一(yi)臺掃(sao)地(di)(di)(di)(di)(di)機(ji)器(qi)(qi)人，它的(de)(de)(de)核心技術是攝(she)(she)像(xiang)頭(tou)定位(wei)(wei)，用(yong)攝(she)(she)像(xiang)頭(tou)掃(sao)描周圍的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)，結合紅外(wai)傳感(gan)器(qi)(qi)，每秒(miao)拍攝(she)(she)30張圖(tu)(tu)片生成地(di)(di)(di)(di)(di)面固定面積十(shi)米墻面圖(tu)(tu)，然后(hou)利(li)用(yong)數學運算和幾(ji)何三角法(fa)測(ce)繪出(chu)房間的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)(tu)，以(yi)此來進(jin)行(xing)導航(hang)，前面的(de)(de)(de)路上(shang)會根據前后(hou)攝(she)(she)像(xiang)中各個坐(zuo)標位(wei)(wei)置的(de)(de)(de)變化來判(pan)斷當前的(de)(de)(de)移(yi)動(dong)路線，對其所構造的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)模型(xing)進(jin)行(xing)更(geng)新和調整(zheng)。著名傳統吸塵(chen)器(qi)(qi)品牌Dyson十(shi)幾(ji)年(nian)前的(de)(de)(de)掃(sao)地(di)(di)(di)(di)(di)機(ji)器(qi)(qi)人計劃(hua)失敗后(hou)，終于在(zai)2014年(nian)重返掃(sao)地(di)(di)(di)(di)(di)機(ji)器(qi)(qi)人市(shi)場，推出(chu)了高端(duan)掃(sao)地(di)(di)(di)(di)(di)機(ji)器(qi)(qi)人360Eye。它利(li)用(yong)頂部搭(da)載(zai)的(de)(de)(de)攝(she)(she)像(xiang)頭(tou)全方位(wei)(wei)觀測(ce)并分析周圍環(huan)境(jing)(jing)(jing)，利(li)用(yong)算法(fa)得出(chu)房間的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)圖(tu)(tu)和做出(chu)導航(hang)，并根據前后(hou)圖(tu)(tu)像(xiang)中各個地(di)(di)(di)(di)(di)標的(de)(de)(de)位(wei)(wei)置變化來判(pan)斷當前的(de)(de)(de)移(yi)動(dong)路線，并對其所構建的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)(jing)模型(xing)進(jin)行(xing)更(geng)新與調整(zheng)。

優(you)點(dian)：解決了(le)定位(wei)問題(ti)有規劃，而且提高了(le)覆蓋率缺點(dian)：受(shou)光線影響(xiang)很(hen)大(da)，天黑了(le)，無法(fa)自主清掃(sao)點(dian)評：第四代掃(sao)地機(ji)器(qi)人從技術(shu)角(jiao)度出(chu)發，通過攝像頭定位(wei)，有效地解決了(le)清掃(sao)一個問題(ti)，但是受(shou)制于光線的影響(xiang)，在(zai)昏暗的環境(jing)下工作(zuo)還(huan)是很(hen)受(shou)限的，再者就是造價高達上萬(wan)元，致使無法(fa)普及，有不(bu)少機(ji)型只(zhi)存在(zai)于實(shi)驗室里(li)。

第五代：規劃式清掃-激光掃描定位

到了，2010年邏輯的(de)(de)創始人賈科莫馬里尼，在美(mei)國加州硅(gui)谷推(tui)出(chu)了一(yi)(yi)款使(shi)用(yong)激光(guang)(guang)雷(lei)達測(ce)距的(de)(de)掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人，他(ta)的(de)(de)機(ji)身裝備了一(yi)(yi)個(ge)激光(guang)(guang)發射器(qi)(qi)(qi)，一(yi)(yi)個(ge)激光(guang)(guang)接收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)。在工作(zuo)的(de)(de)時候，發射器(qi)(qi)(qi)發射激光(guang)(guang)，遇(yu)到障礙(ai)物之后，激光(guang)(guang)會反(fan)射，光(guang)(guang)會被接收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)接收(shou)(shou)到，通(tong)過計算發射器(qi)(qi)(qi)和接收(shou)(shou)的(de)(de)時間差。利用(yong)光(guang)(guang)速(su)恒(heng)定的(de)(de)原理以及(ji)一(yi)(yi)系(xi)列的(de)(de)算法，能(neng)夠(gou)算出(chu)障礙(ai)物與(yu)機(ji)器(qi)(qi)(qi)之間的(de)(de)距離，生成3d地(di)圖。能(neng)夠(gou)有效的(de)(de)進(jin)入清(qing)(qing)掃(sao)區域和未清(qing)(qing)掃(sao)區域。Neato掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人于2010年推(tui)出(chu)，使(shi)用(yong)一(yi)(yi)個(ge)可以360度旋轉(zhuan)的(de)(de)激光(guang)(guang)測(ce)距儀掃(sao)描周圍(wei)的(de)(de)環(huan)境(jing)并進(jin)行(xing)即時定位與(yu)環(huan)境(jing)地(di)圖構建(jian)（SLAM），在此基礎上進(jin)行(xing)合理規劃清(qing)(qing)掃(sao)路線。Neato還可以進(jin)行(xing)斷點記憶(yi)恢(hui)復，當它因(yin)電量不足(zu)而(er)自動返(fan)回充(chong)電完(wan)畢(bi)后，可以從上次(ci)返(fan)回的(de)(de)斷點接著進(jin)行(xing)清(qing)(qing)掃(sao)。

優點：覆(fu)蓋率高(gao)，清潔(jie)能力強，首創斷點式續(xu)掃(sao)缺點：價格是(shi)普通國產機(ji)(ji)的(de)(de)2到(dao)3倍，機(ji)(ji)身厚度約十(shi)厘米。點評：激光(guang)雷達目前看來是(shi)一個比較理(li)想(xiang)的(de)(de)解決方案，配合地形設(she)定(ding)于一千帕，大吸力覆(fu)蓋率，96%的(de)(de)同時有效(xiao)的(de)(de)清潔(jie)地面，是(shi)目前市面上比較領先的(de)(de)機(ji)(ji)型(xing)。