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Cartographie magique : comment le LIDAR fonctionne-t-il vraiment dans les robots aspirateurs ?

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Imaginez, le temps est humide dehors, les invités sont venus vers vous et ont suivi dans le couloir - maintenant les restes de terre et de sable se répandront rapidement dans toute la maison, si rien n'est fait. Au lieu d'aller sur le balcon pour un balai et de balayer, ou de sortir un aspirateur du placard, de le brancher sur une prise et d'éliminer manuellement les conséquences, vous pouvez vous détendre avec une tasse de café, appuyer sur quelques boutons de votre smartphone , et l'aspirateur robot éliminera en quelques minutes en mode local toute pollution. Vous n'aurez même pas à échouer ! Facile.

Cartographie magique : comment le LIDAR fonctionne-t-il vraiment dans les robots aspirateurs ?

Le fonctionnement de l'aspirateur "intelligent" est assuré par les principaux systèmes suivants : module de navigation, mécanisme de nettoyage, recherche de base et recharge. Le système de navigation permet à votre assistant intelligent de naviguer dans la maison. Le bon fonctionnement de ce système ne permet pas à l'œuvre de se perdre ou de ne pas être retirée quelque part. Aujourd'hui, il existe deux méthodes pour créer un plan de pièce : utiliser un appareil photo et utiliser un télémètre laser. Comme vous le savez, l'efficacité de chaque robot aspirateur dépend directement de la façon dont il "voit" son environnement et, par conséquent, est capable de planifier ses actions dans cet environnement. Aujourd'hui on parle de cartographie des robots aspirateurs.

Les pionniers de la première méthode travaillent selon le principe SLAM. Le robot prend des photos de la surface du plafond, des murs et des portes et mémorise ainsi le parcours de nettoyage. La technologie vous permet de comparer les photos et d'ajuster l'itinéraire en fonction de ces données. Quant à la deuxième méthode, les modèles sont équipés d'un télémètre laser, qui est intégré dans une tour spéciale sur la partie supérieure du boîtier. Le télémètre laser mesure la distance aux objets se trouvant sur la trajectoire de l'aspirateur. Ainsi, un robot aspirateur avec, disons, un guidage laser dans l'espace s'oriente en fonction des données d'un module de balayage laser pulsé, le soi-disant LIDAR (ou capteur LDS).

robots aspirateurs avec LIDAR

Ce télémètre laser en fait miniature, qui, tournant à 360° à grande vitesse (très grande), « balaye » en continu l'espace environnant dans les plans donnés et calcule la distance aux obstacles en fonction du temps de réflexion des rayons, et de la en informatique sur la base de ces informations fait une estimation de la position relative de l'appareil et construit l'itinéraire de son mouvement. Et étant donné que l'un des principaux avantages du LIDAR est la précision, on pense que les robots aspirateurs sont mieux à même de naviguer à l'intérieur, y compris dans l'obscurité totale. Le lidar des aspirateurs robots est installé sur le dessus du corps. Il s'agit d'une soi-disant "tourelle" avec un télémètre laser tournant à l'intérieur.

Schéma LIDAR
Schéma de la structure interne du LIDAR

Les caractéristiques du lidar sont la même précision de navigation à n'importe quel niveau d'éclairage, c'est-à-dire de jour comme de nuit. De plus, la technologie de balayage laser est plus précise. Les inconvénients incluent des problèmes avec les revêtements de miroir de balayage. Il peut s'agir des portes miroir des armoires de la pièce ou des pieds chromés des chaises. Cependant, vous devrez accepter cette fonctionnalité.

Intéressant aussi : Robot avec un chiffon : Vue d'ensemble de l'aspirateur Xiaomi Aspirateur-lavette P

La plupart des entreprises célèbres ont aujourd'hui produit au moins un modèle avec un télémètre laser dans le kit. Leur coût est assez élevé et commence à partir de 6 000 UAH (environ 212 $), mais cela n'empêche pas les amateurs de vrai confort d'acheter.

LIDAR

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Par conséquent, les données obtenues vous permettent de créer une carte détaillée de la pièce et de choisir les itinéraires de nettoyage optimaux. Les procédures hygiéniques deviennent claires et rapides, sans mouvements inutiles de l'appareil. Les robots modernes avec lidar sont orientés dans l'espace de jour comme de nuit. Ils naviguent bien dans la pièce. Avec un entretien de haute qualité et un remplacement rapide des consommables (filtres et brosses), un tel appareil durera trois ans ou plus.

Roborock S6 Max V
Roborock S6 Max V

Copie phare de Xiaomi, Exemple, Roborock S6 Max V, qui a fait irruption sur le marché des appareils électroménagers l'année dernière, a obtenu en même temps un lidar tandem fonctionnel et une caméra stéréoscopique. Cela vous permet non seulement de reconnaître les objets et les obstacles sur le chemin du robot, mais également de surveiller la maison en votre absence, si l'appareil est synchronisé avec un smartphone ou une tablette. Les experts notent une fonctionnalité élevée, la possibilité de nettoyage humide et sec, ainsi que d'excellentes caractéristiques techniques. Mais le prix de ∼ 18 000 UAH n'est pas du goût de tout le monde (environ 630 $).

Mi Robot Aspirateur-Vadrouille 2 Pro
Mi Robot Aspirateur-Vadrouille 2 Pro

Une autre option qui m'a agréablement surpris personnellement est celle-ci Xiaomi Mi Robot Aspirateur-Vadrouille 2 Pro. A tel point qu'il est né examen, et j'ai un assistant intelligent à la maison. Son prix est déjà beaucoup plus agréable, en Ukraine il coûte environ 11 000 UAH (environ 390$). Le LIDAR se charge également de la navigation ici, un capteur de détection d'obstacle est placé à l'avant du pare-chocs mécanique, et en général il comporte 19 groupes de capteurs différents. Mais le principal est le capteur de distance laser (LDS) mis à jour, qui tourne à 360° et, en fait, c'est ce dont nous parlons aujourd'hui. D'ailleurs, Roman Harkhalis a fait examen de son frère -  Xiaomi Aspirateur-lavette P - il a aussi un lidar et - spoiler ! - aussi intelligent.

Xiaomi Aspirateur-lavette P
Xiaomi Aspirateur-lavette P

Pour en revenir à la technologie, il s'avère qu'en quelques tours, le lidar peut construire plusieurs centaines de points avec des distances entre l'aspirateur robot et le mur et les objets dans la pièce. Après avoir parcouru un cercle, il scanne rapidement la pièce et dessine une carte. L'unité laser elle-même ne reçoit pas directement l'alimentation et n'a pas de contact direct pour recevoir le courant. La carte capteur laser est alimentée par induction (le courant est transféré de bobine en bobine selon le principe de la recharge sans fil d'un téléphone portable). Sur ces bobines, un fil est enroulé, recouvert d'une fine couche protectrice de vernis. Grâce au lidar et à la carte intégrée, l'aspirateur ne fonctionne pas au hasard, comme l'économiseur d'écran de Windows, frappant dans les coins, mais passant soigneusement toute la zone (les modèles sans lidar roulent généralement étrangement). Cela accélère considérablement le nettoyage. De plus, l'aspirateur peut stocker jusqu'à quatre cartes et reconnaît les sols.

Carte
À gauche - une carte d'un robot avec un lidar, à droite - avec une caméra.

Aussi, chacune des 4 cartes peut être divisée en 10 zones spéciales pour lesquelles vous pouvez ajuster vos paramètres de nettoyage : puissance d'aspiration (jusqu'à 3000 Pa en Xiaomi Mi Robot Aspirateur-Vadrouille 2 Pro), nombre de passes, etc. Et il est possible d'interdire de conduire quelque part en général en installant des murs virtuels dans l'application. Vous pouvez même choisir entre le nettoyage à sec et humide pour différentes zones. Cependant, il n'est pas nécessaire de connecter/déconnecter un réservoir d'eau séparé pour cela. Et tout cela est devenu possible grâce au LIDAR.

Soit dit en passant, si votre robot aspirateur ne voit pas la station d'accueil, tourne sur place, construit la carte de manière incorrecte, donne une erreur, se perd, puis examine le lidar. Vérifiez que la LED fonctionne et que rien n'interfère avec la rotation du capteur. Il ne faut pas oublier les raisons les plus banales pour lesquelles l'aspirateur robot ne voit pas la base : les films de transport ne sont pas retirés, ce qui nuit à la qualité du signal, ou peut-être que la surface du robot est recouverte d'une couche de poussière , alors vous devez essuyer soigneusement tout le corps.

schéma de construction d'une carte d'un aspirateur avec lidar

Mais quoi qu'on en dise, la navigation cartographique n'est pas non plus sans inconvénients. Les modèles avec cartographie basée sur un appareil photo numérique peuvent "tourner" dans la pièce ou se perdre dans des pièces mal éclairées. Le revêtement noir peut altérer le signal du capteur laser dans les modèles avec LIDAR (mais il s'avère que ce n'est pas un problème pour Xiaomi Mi Robot Aspirateur-Vadrouille 2 Pro), et les miroirs au sol augmenteront de manière trompeuse la taille de la pièce aux "yeux" de l'aspirateur robot. Mais tous ces inconvénients sont insignifiants par rapport aux avantages d'une atmosphère toujours fraîche dans la maison et d'un sol propre.

Xiaomi

Il n'y a pas d'aspirateur robot qui nettoie et se déplace parfaitement. Commençons par le fait que parfois vous devez libérer le robot des fils enroulés ou en retirer une chaussette laissée sur le sol. Après tout, peu importe la méthode de navigation utilisée par votre aspirateur robot, tant qu'il nettoie à votre satisfaction avec un minimum d'effort.

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Julia Alexandrova
Julia Alexandrova
Caféier. Photographe. J'écris sur la science et l'espace. Je pense qu'il est trop tôt pour que nous rencontrions des extraterrestres. Je suis le développement de la robotique, juste au cas où...
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Volodymyr
Volodymyr
Il y a 2 ans

Article très informatif ! Même en possédant un robot, j'ai appris beaucoup de choses intéressantes) par exemple, pourquoi un aspirateur attaque si vainement une armoire avec un miroir du sol au plafond))
De tels articles sont plus intéressants à lire que les articles techniques ukrainiens sur les fils dans l'espace))

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