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(dai)掃(sao)(sao)地機(ji)器人(ren)誕生于(yu)瑞典伊萊(lai)克(ke)斯三(san)葉蟲專業家電(dian)制造(zao)商，三(san)葉草(cao)采(cai)用位于(yu)機(ji)器后部的(de)(de)(de)單滾刷(shua)及無(wu)邊刷(shua)設(she)(she)計，擁有無(wu)電(dian)自動回充防跌(die)落(luo)的(de)(de)(de)功能。它的(de)(de)(de)反(fan)應速(su)(su)度(du)、運(yun)算速(su)(su)度(du)以(yi)及機(ji)器行(xing)進速(su)(su)度(du)都比較慢，導致清掃(sao)(sao)的(de)(de)(de)效(xiao)率低下。同時它的(de)(de)(de)設(she)(she)計厚(hou)度(du)不合理，造(zao)成(cheng)他無(wu)法深(shen)入很多家具底部進行(xing)清掃(sao)(sao)，也是該(gai)款(kuan)產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)最大(da)詬病之一(yi)。而(er)其高昂的(de)(de)(de)價(jia)格更是讓(rang)絕大(da)多數消費者望而(er)卻步，所(suo)以(yi)該(gai)款(kuan)產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)關注程度(du)較低。英國黑科技公司Dyson(戴森)曾于(yu)2001年設(she)(she)計了一(yi)款(kuan)名(ming)為DC06的(de)(de)(de)掃(sao)(sao)地機(ji)器人(ren)，但(dan)因為價(jia)格過于(yu)高昂，并沒(mei)有推出市(shi)面。據說這款(kuan)吸(xi)塵器搭載了超過70個傳感器、兩臺機(ji)載計算機(ji)，有著(zhu)強大(da)的(de)(de)(de)吸(xi)力和精確的(de)(de)(de)探測，上(shang)市(shi)的(de)(de)(de)話大(da)概要賣(mai)3000美元(折合人(ren)民幣20690元)。

優點(dian)(dian)(dian)：自動回充，跌落設計缺點(dian)(dian)(dian)：價格貴，高度(du)設計不合理，清掃效率低。點(dian)(dian)(dian)評：第(di)一(yi)代產品雖然有很大的不足(zu)，但是它也屬于跨時代的產品，時至今日，還有不少國產掃地(di)機(ji)沿用著當初第(di)一(yi)代掃地(di)機(ji)器(qi)人的技(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，iRobot最早(zao)是(shi)做軍用及安防(fang)機器人起(qi)家，專門為美(mei)國政府(fu)、軍方、及各(ge)國高校和(he)研究機構提(ti)供(gong)太(tai)空探測、戰地救援、排爆(bao)、勘察、安保、研發等(deng)不同用途的(de)(de)機器人。而2002年的(de)(de)Roomba就(jiu)是(shi)iRobot轉型(xing)家用的(de)(de)首次嘗試。起(qi)初iRobot公(gong)司只(zhi)(zhi)生產了(le)15000多臺，但(dan)是(shi)在(zai)發布會上就(jiu)銷售了(le)1萬多臺，他們(men)預(yu)感到強烈的(de)(de)市場需(xu)求，于是(shi)同年圣誕節又追加生產了(le)5萬臺，以滿(man)足節日需(xu)要(yao)，這一(yi)成功動作(zuo)之(zhi)后，正(zheng)式開啟(qi)了(le)掃(sao)地機器人的(de)(de)發展爆(bao)發階段。但(dan)是(shi)隨之(zhi)而來的(de)(de)弊(bi)端也有(you)不少(shao)，不少(shao)使用者抱(bao)怨：“我(wo)家掃(sao)地機器人經常在(zai)掃(sao)過的(de)(de)地方來回的(de)(de)走(zou)，有(you)的(de)(de)地方又干脆不掃(sao)”；“工作(zuo)時候聲音太(tai)大(da)了(le)，只(zhi)(zhi)要(yao)一(yi)工作(zuo)，午睡的(de)(de)小(xiao)朋友(you)都(dou)會被(bei)吵醒”；“有(you)點呆板(ban)，不小(xiao)心在(zai)地上有(you)插線板(ban)什么的(de)(de)，就(jiu)有(you)可能被(bei)纏住(zhu)(zhu)，卡(ka)住(zhu)(zhu)半天”；“我(wo)家掃(sao)地機走(zou)走(zou)位(wei)很(hen)風騷，很(hen)撲朔迷離”。

優點：厚度(du)(du)低(di)(di)(di)于12厘米以下，增加邊刷(shua)輔助(zhu)清(qing)潔，清(qing)掃能(neng)力(li)有(you)所提高缺點：隨機碰(peng)撞，覆(fu)(fu)蓋率低(di)(di)(di)，吸力(li)較(jiao)弱點評：第二(er)代(dai)產品減少了機身(shen)的(de)(de)厚度(du)(du)，增加了邊刷(shua)，對墻角的(de)(de)清(qing)潔能(neng)力(li)有(you)所提升，但是(shi)始終還是(shi)隨機式的(de)(de)覆(fu)(fu)蓋較(jiao)低(di)(di)(di)，一律叫大清(qing)潔算法，有(you)著天生(sheng)的(de)(de)劣勢。

第三代：隨機是清掃時代-燈塔定位

考慮(lv)到(dao)隨機(ji)式機(ji)型(xing)遺漏問題嚴重，iRobot又(you)推出了(le)一個類型(xing)號號稱燈(deng)塔(ta)(ta)的(de)(de)(de)輔助定(ding)位掃(sao)地(di)機(ji)。燈(deng)塔(ta)(ta)發出信號能夠被掃(sao)地(di)機(ji)接(jie)收，從而判(pan)斷出自(zi)己和燈(deng)塔(ta)(ta)的(de)(de)(de)距離，在很大程(cheng)度上改善(shan)了(le)之前類似(si)無頭蒼蠅的(de)(de)(de)情況。但是(shi)(shi)由于(yu)相對(dui)參照坐標，因此對(dui)燈(deng)塔(ta)(ta)的(de)(de)(de)擺放有著極高(gao)的(de)(de)(de)要求，很多時(shi)候覆蓋率(lv)的(de)(de)(de)高(gao)低完(wan)全取決于(yu)，擺放者的(de)(de)(de)水平。因此，當你搜索燈(deng)塔(ta)(ta)掃(sao)地(di)機(ji)器人的(de)(de)(de)關鍵詞的(de)(de)(de)時(shi)候，往(wang)往(wang)會看看到(dao)大多都是(shi)(shi)，求助如何擺放的(de)(de)(de)。

優點：新的(de)定位技術有效的(de)提高(gao)(gao)的(de)覆蓋率至99%缺點：燈塔擺放的(de)位置要求(qiu)極(ji)高(gao)(gao)，需(xu)(xu)要定期充電點評：雖(sui)然想盡辦法解決遺留的(de)問(wen)題(ti)，但始終有點。隔靴搔癢治標不(bu)治本(ben)的(de)感覺。一(yi)般情況下，一(yi)百平(ping)米的(de)家庭需(xu)(xu)要三個(ge)燈塔才能解決覆蓋問(wen)題(ti)，但是三個(ge)燈塔的(de)價格基本(ben)上就可(ke)以(yi)買一(yi)個(ge)掃地機了(le)！

第四代：規劃式清掃-攝像頭定位

隨后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)幾年(nian)，不(bu)少(shao)科(ke)技公司開始(shi)研究規劃式掃(sao)(sao)(sao)地(di)(di)機器人(ren)，最初的(de)(de)想法(fa)是讓掃(sao)(sao)(sao)地(di)(di)機可以看(kan)到房間的(de)(de)情況(kuang)，然后(hou)(hou)(hou)家里(li)清掃(sao)(sao)(sao)減少(shao)遺漏(lou)。這(zhe)一臺掃(sao)(sao)(sao)地(di)(di)機器人(ren)，它的(de)(de)核心技術是攝(she)像頭(tou)定(ding)位(wei)，用攝(she)像頭(tou)掃(sao)(sao)(sao)描周(zhou)(zhou)圍的(de)(de)環境(jing)(jing)(jing)，結(jie)合紅外(wai)傳感器，每秒拍攝(she)30張圖片生成(cheng)地(di)(di)面(mian)(mian)固定(ding)面(mian)(mian)積十(shi)米墻面(mian)(mian)圖，然后(hou)(hou)(hou)利(li)用數(shu)學(xue)運算(suan)和幾何三角(jiao)法(fa)測(ce)繪(hui)出(chu)房間的(de)(de)地(di)(di)圖，以此來(lai)進(jin)(jin)行(xing)導(dao)航(hang)，前面(mian)(mian)的(de)(de)路上會根(gen)據前后(hou)(hou)(hou)攝(she)像中各個坐標(biao)位(wei)置(zhi)的(de)(de)變化來(lai)判斷當前的(de)(de)移(yi)動路線(xian)，對(dui)其所構造的(de)(de)環境(jing)(jing)(jing)模型進(jin)(jin)行(xing)更新(xin)和調(diao)整(zheng)(zheng)。著名傳統吸(xi)塵(chen)器品牌Dyson十(shi)幾年(nian)前的(de)(de)掃(sao)(sao)(sao)地(di)(di)機器人(ren)計(ji)劃失敗后(hou)(hou)(hou)，終于(yu)在2014年(nian)重返掃(sao)(sao)(sao)地(di)(di)機器人(ren)市場(chang)，推出(chu)了高端(duan)掃(sao)(sao)(sao)地(di)(di)機器人(ren)360Eye。它利(li)用頂(ding)部搭載的(de)(de)攝(she)像頭(tou)全方(fang)位(wei)觀測(ce)并分析周(zhou)(zhou)圍環境(jing)(jing)(jing)，利(li)用算(suan)法(fa)得(de)出(chu)房間的(de)(de)地(di)(di)圖和做(zuo)出(chu)導(dao)航(hang)，并根(gen)據前后(hou)(hou)(hou)圖像中各個地(di)(di)標(biao)的(de)(de)位(wei)置(zhi)變化來(lai)判斷當前的(de)(de)移(yi)動路線(xian)，并對(dui)其所構建的(de)(de)環境(jing)(jing)(jing)模型進(jin)(jin)行(xing)更新(xin)與調(diao)整(zheng)(zheng)。

優點(dian)：解(jie)決了(le)定(ding)位問(wen)題(ti)(ti)有(you)(you)規劃，而(er)且提高了(le)覆蓋率缺點(dian)：受(shou)光(guang)線(xian)影響(xiang)很(hen)大，天(tian)黑了(le)，無法自主清(qing)(qing)掃點(dian)評：第四(si)代掃地(di)機器人從技術角度出發(fa)，通過攝像頭定(ding)位，有(you)(you)效地(di)解(jie)決了(le)清(qing)(qing)掃一個問(wen)題(ti)(ti)，但(dan)是(shi)受(shou)制于光(guang)線(xian)的影響(xiang)，在昏暗(an)的環境(jing)下工作還是(shi)很(hen)受(shou)限的，再者就是(shi)造價高達上萬元(yuan)，致使無法普(pu)及，有(you)(you)不少機型只存在于實(shi)驗(yan)室里。

第五代：規劃式清掃-激光掃描定位

到了(le)，2010年(nian)(nian)邏輯的(de)(de)創(chuang)始人(ren)(ren)賈科(ke)莫(mo)馬里(li)尼(ni)，在美國加(jia)州硅(gui)谷(gu)推(tui)出(chu)了(le)一款使用(yong)(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達測距的(de)(de)掃(sao)地(di)機器(qi)人(ren)(ren)，他的(de)(de)機身裝備了(le)一個(ge)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)發(fa)射(she)(she)器(qi)，一個(ge)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)接(jie)收(shou)器(qi)。在工作的(de)(de)時(shi)候，發(fa)射(she)(she)器(qi)發(fa)射(she)(she)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)，遇到障礙物(wu)之后(hou)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)會反射(she)(she)，光(guang)(guang)(guang)會被(bei)接(jie)收(shou)器(qi)接(jie)收(shou)到，通過計(ji)算發(fa)射(she)(she)器(qi)和接(jie)收(shou)的(de)(de)時(shi)間(jian)差。利用(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)速恒定(ding)的(de)(de)原(yuan)理以及一系(xi)列的(de)(de)算法(fa)，能夠(gou)算出(chu)障礙物(wu)與機器(qi)之間(jian)的(de)(de)距離，生成3d地(di)圖(tu)。能夠(gou)有效的(de)(de)進(jin)(jin)入清(qing)(qing)掃(sao)區(qu)域和未清(qing)(qing)掃(sao)區(qu)域。Neato掃(sao)地(di)機器(qi)人(ren)(ren)于2010年(nian)(nian)推(tui)出(chu)，使用(yong)(yong)一個(ge)可(ke)以360度旋轉的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)測距儀掃(sao)描周圍的(de)(de)環境并進(jin)(jin)行即時(shi)定(ding)位與環境地(di)圖(tu)構建（SLAM），在此(ci)基礎上(shang)進(jin)(jin)行合理規劃清(qing)(qing)掃(sao)路(lu)線(xian)。Neato還可(ke)以進(jin)(jin)行斷點記憶(yi)恢復，當它因電量不足而自(zi)動(dong)返回充電完畢后(hou)，可(ke)以從上(shang)次返回的(de)(de)斷點接(jie)著進(jin)(jin)行清(qing)(qing)掃(sao)。

優點(dian)：覆蓋率高，清潔(jie)能力強，首(shou)創斷點(dian)式續掃缺點(dian)：價(jia)格是(shi)普(pu)通國(guo)產機的(de)2到(dao)3倍(bei)，機身厚度約十厘米(mi)。點(dian)評：激光雷達目前(qian)看來(lai)是(shi)一(yi)個比較(jiao)理想的(de)解決方案，配合地形設(she)定于一(yi)千帕，大吸(xi)力覆蓋率，96%的(de)同時有(you)效的(de)清潔(jie)地面(mian)，是(shi)目前(qian)市(shi)面(mian)上比較(jiao)領先(xian)的(de)機型。