Mercoledì 27 marzo 2024

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Mapping Magic: come funziona davvero LIDAR negli aspirapolvere robot?

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Immagina, fuori il tempo è piovoso, gli ospiti sono venuti da te e li hanno seguiti nel corridoio: ora i resti di terra e sabbia si diffonderanno rapidamente in tutta la casa, se non si fa nulla. Invece di andare sul balcone a scopare e spazzare, o tirare fuori un aspirapolvere dall'armadio, collegarlo a una presa ed eliminarne manualmente le conseguenze, puoi rilassarti con una tazza di caffè, premere un paio di pulsanti sul tuo smartphone e il robot aspirapolvere rimuoverà in pochi minuti in modalità locale tutto l'inquinamento. Non dovrai nemmeno fallire! Facile.

Mapping Magic: come funziona davvero LIDAR negli aspirapolvere robot?

Il funzionamento dell'aspirapolvere "intelligente" è assicurato dai seguenti sistemi principali: modulo di navigazione, meccanismo di pulizia, ricerca e ricarica della base. Il sistema di navigazione consente al tuo assistente intelligente di navigare in casa. Il corretto funzionamento di questo sistema non consente che l'opera si perda o non venga rimossa da qualche parte. Oggi ci sono due metodi per costruire una mappa della stanza: usare una fotocamera e usare un telemetro laser. Come sapete, l'efficienza di ogni robot aspirapolvere dipende direttamente da quanto bene "vede" l'ambiente circostante e, di conseguenza, è in grado di pianificare le sue azioni in questo ambiente. Oggi parliamo di mappatura dei robot aspirapolvere.

I pionieri del primo metodo lavorano secondo il principio SLAM. Il robot scatta foto della superficie del soffitto, delle pareti e delle porte e ricorda così il percorso di pulizia. La tecnologia consente di confrontare le foto e regolare il percorso in base a questi dati. Per quanto riguarda il secondo metodo, i modelli sono dotati di un telemetro laser, che è integrato in un'apposita torre nella parte superiore della custodia. Il telemetro laser misura la distanza dagli oggetti nel percorso dell'aspirapolvere. Quindi, un robot aspirapolvere con, diciamo, guida laser nello spazio si orienta secondo i dati di un modulo di scansione laser pulsato, il cosiddetto LIDAR (o sensore LDS).

robot aspirapolvere con LIDAR

Questo telemetro laser in realtà in miniatura, che, ruotando di 360° ad una velocità elevata (molto alta), "scansiona" continuamente lo spazio circostante nei piani dati e calcola la distanza dagli ostacoli in base al tempo di riflessione dei raggi e alla nel computer sulla base di queste informazioni fa una stima della posizione relativa del dispositivo e costruisce il percorso del suo movimento. E dato che uno dei principali vantaggi di LIDAR è la precisione, si ritiene che gli aspirapolvere robot siano in grado di navigare meglio all'interno, anche nella completa oscurità. Il lidar negli aspirapolvere robot è installato sulla parte superiore del corpo. Questa è una cosiddetta "torretta" con un telemetro laser rotante all'interno.

Schema LIDAR
Schema della struttura interna del LIDAR

Le caratteristiche del lidar sono la stessa precisione di navigazione a qualsiasi livello di illuminazione, cioè sia di giorno che di notte. Inoltre, la tecnologia di scansione laser è più precisa. Gli svantaggi includono problemi con la scansione dei rivestimenti degli specchi. Possono essere le ante a specchio degli armadi in camera o le gambe cromate delle sedie. Tuttavia, dovrai sopportare questa funzione.

Interessante anche: Robot con uno straccio: Panoramica dell'aspirapolvere Xiaomi Mop sottovuoto P

La maggior parte delle aziende famose oggi ha prodotto almeno un modello con un telemetro laser nel kit. Il loro costo è piuttosto elevato e parte da UAH 6 (circa $ 000), ma questo non impedisce agli amanti del vero comfort di acquistare.

LIDAR

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Pertanto, i dati ottenuti consentono di effettuare una mappa dettagliata della stanza e scegliere i percorsi di pulizia ottimali. Le procedure igieniche diventano chiare e veloci, senza inutili movimenti del dispositivo. I moderni robot con lidar sono orientati nello spazio sia di giorno che di notte. Navigano bene nella stanza. Con una manutenzione di alta qualità e una sostituzione tempestiva dei materiali di consumo (filtri e spazzole), un tale dispositivo durerà per tre o più anni.

Roborock S6 Max V
Roborock S6 Max V

Copia ammiraglia da Xiaomi, esempio, Roborock S6 Max V, che ha fatto irruzione nel mercato degli elettrodomestici l'anno scorso, ha ottenuto contemporaneamente un lidar tandem funzionale e una fotocamera stereoscopica. Questo non solo ti permette di riconoscere oggetti e ostacoli nel percorso del robot, ma anche di monitorare la casa in tua assenza, se il dispositivo è sincronizzato con uno smartphone o un tablet. Gli esperti notano un'elevata funzionalità, la possibilità di lavaggio a umido ea secco, nonché eccellenti caratteristiche tecniche. Ma il prezzo di ~ 18 UAH non è per tutti i gusti (circa $ 000).

Mi Robot Aspirapolvere-Mop 2 Pro
Mi Robot Aspirapolvere-Mop 2 Pro

Un'altra opzione che mi ha piacevolmente sorpreso personalmente è questa Xiaomi Mi Robot Aspirapolvere-Mop 2 Pro. Tanto che è nato revisione, e ho un assistente intelligente a casa. Il suo prezzo è già molto più piacevole, in Ucraina costa circa UAH 11 (circa $ 000). LIDAR è anche responsabile della navigazione qui, un sensore di rilevamento ostacoli è posizionato sulla parte anteriore del paraurti meccanico e in generale ha 390 gruppi di sensori diversi. Ma il principale è il sensore di distanza laser (LDS) aggiornato, che ruota di 19° e, appunto, è quello di cui parliamo oggi. A proposito, Roman Harkhalis l'ha fatto esame del fratello -  Xiaomi Mop sottovuoto P - ha anche un lidar e - spoiler! - anche intelligente.

Xiaomi Mop sottovuoto P
Xiaomi Mop sottovuoto P

Tornando alla tecnologia, si scopre che in un paio di giri il lidar può costruire diverse centinaia di punti con le distanze dal robot aspirapolvere al muro e agli oggetti nella stanza. Dopo aver guidato un cerchio, scansiona rapidamente la stanza e disegna una mappa. L'unità laser stessa non riceve direttamente alimentazione e non ha un contatto diretto per ricevere corrente. La scheda del sensore laser è alimentata per induzione (la corrente viene trasferita da bobina a bobina secondo il principio della ricarica wireless di un telefono cellulare). Su queste bobine è avvolto un filo, ricoperto da un sottile strato protettivo di vernice. Grazie al lidar e alla mappa integrata, l'aspirapolvere non funziona in modo casuale, come lo screensaver di Windows, bussando agli angoli, ma attraversando accuratamente l'intera area (i modelli senza lidar di solito rotolano in modo strano). Questo accelera notevolmente la pulizia. Inoltre, l'aspirapolvere può memorizzare fino a quattro mappe e riconosce i pavimenti.

Carta geografica
A sinistra - una mappa di un robot con un lidar, a destra - con una telecamera.

Inoltre, ciascuna delle 4 mappe può essere suddivisa in 10 zone speciali per le quali è possibile regolare i parametri di pulizia: potenza di aspirazione (fino a 3000 Pa in Xiaomi Mi Robot Aspirapolvere-Mop 2 Pro), numero di passaggi, ecc. Ed è possibile vietare la guida da qualche parte in generale installando pareti virtuali nell'applicazione. Puoi anche scegliere tra lavaggio a secco e umido per diverse aree. Tuttavia, per questo non è necessario collegare/scollegare un serbatoio dell'acqua separato. E tutto questo è diventato possibile grazie a LIDAR.

A proposito, se il tuo robot aspirapolvere non vede la docking station, gira sul posto, costruisce la mappa in modo errato, dà un errore, si perde, quindi esamina il lidar. Verificare che il led funzioni e che nulla interferisca con la rotazione del sensore. Non dobbiamo dimenticare i motivi più banali per cui il robot aspirapolvere non vede la base: non vengono rimosse le pellicole di trasporto, che interferiscono con la qualità del segnale, o forse la superficie del robot è ricoperta da uno strato di polvere , quindi è necessario pulire accuratamente l'intero corpo.

schema per costruire una mappa di un aspirapolvere con lidar

Ma qualunque cosa tu dica, anche la navigazione della mappatura non è priva di inconvenienti. I modelli con mappatura basata su fotocamera digitale possono "spostarsi" nella stanza o perdersi in stanze scarsamente illuminate. Il rivestimento nero può alterare il segnale del sensore laser nei modelli con LIDAR (ma a quanto pare, questo non è un problema per Xiaomi Mi Robot Aspirapolvere-Mop 2 Pro), e gli specchi sul pavimento aumenteranno ingannevolmente le dimensioni della stanza negli "occhi" del robot aspirapolvere. Ma tutti questi sono svantaggi insignificanti rispetto ai vantaggi di un'atmosfera sempre fresca in casa e di un pavimento pulito.

Xiaomi

Non esiste un robot aspirapolvere che pulisca e si muova in modo impeccabile. Partiamo dal fatto che a volte bisogna liberare il robot dai fili arrotolati o tirarne fuori un calzino lasciato per terra. Dopotutto, non importa quale metodo di navigazione utilizzi il tuo robot aspirapolvere, purché pulisca in modo soddisfacente con il minimo sforzo.

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Julia Alexandrova
Julia Alexandrova
Caffè. Fotografo. Scrivo di scienza e spazio. Penso che sia troppo presto per incontrare gli alieni. Seguo lo sviluppo della robotica, per ogni evenienza...
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1 Commento
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Volodymyr
Volodymyr
2 anni fa

Articolo molto informativo! Anche possedendo un robot, ho imparato molte cose interessanti) ad esempio, perché un aspirapolvere attacca così vanamente un armadio con uno specchio dal pavimento al soffitto))
Tali articoli sono più interessanti da leggere di quelli tecnici ucraini sui thread nello spazio))

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