Root Nation記事テクノロジーマッピングの魔法: LIDAR はロボット掃除機で実際にどのように機能するのか?

マッピングの魔法: LIDAR はロボット掃除機で実際にどのように機能するのか?

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想像してみてください、外は雨で、ゲストがあなたのところに来て廊下をたどりました-何もしなければ、土砂の残骸が家中に急速に広がります。 バルコニーに行ってほうきを掃除したり、クローゼットから掃除機を取り出してコンセントに差し込んだり、手動で結果を排除したりする代わりに、コーヒーを飲みながらリラックスし、スマートフォンのいくつかのボタンを押すことができます、そしてロボット掃除機はローカルモードで数分ですべての汚染を取り除きます。 失敗する必要さえありません! 簡単。

マッピングの魔法: LIDAR はロボット掃除機で実際にどのように機能するのか?

「スマート」掃除機の機能は、次の主要システムによって提供されます:ナビゲーションモジュール、クリーニングメカニズム、ベース検索および充電。 ナビゲーション システムにより、スマート アシスタントは家の中をナビゲートできます。 このシステムの正しい操作により、作業が失われたり、どこかに削除されたりすることはありません。 現在、ルーム マップを作成するには、カメラを使用する方法とレーザー距離計を使用する方法の つがあります。 ご存知のように、各ロボット掃除機の効率は、周囲をどれだけよく「見て」いるかに直接依存し、したがって、この環境での行動を計画できます。 今日は、ロボット掃除機のマッピングについてお話します。

最初の方法のパイオニアは、SLAM の原則に従って動作します。 ロボットは、天井、壁、ドアの表面を撮影して、清掃ルートを記憶します。 この技術により、写真を比較し、このデータに基づいてルートを調整できます。 番目の方法については、モデルにはレーザー距離計が装備されており、ケース上部の特別なタワーに組み込まれています。 レーザー距離計は、掃除機の経路内にある物体までの距離を測定します。 つまり、宇宙でのレーザー誘導を備えたロボット掃除機は、パルスレーザースキャンモジュール、いわゆる LIDAR (または LDS センサー) のデータに従って方向を調整します。

LIDAR を搭載したロボット掃除機

この実際に小型のレーザー距離計は、高速 (非常に高速) で 360° 回転し、与えられた面で周囲の空間を連続的に「スキャン」し、光線の反射時間に基づいて障害物までの距離を計算します。この情報に基づいてコンピューターでデバイスの相対位置を推定し、その移動経路を構築します。 また、LIDAR の主な利点の つは精度であるという事実を考えると、ロボット掃除機は、完全な暗闇を含む屋内でより適切にナビゲートできると考えられています。 ロボット掃除機のライダーは、本体の上部に取り付けられています。 これはいわゆる「砲塔」で、内部にレーザー距離計が回転しています。

LIDARスキーム
LIDAR内部構造の模式図

LIDAR の特徴は、昼夜を問わず、どのレベルの照度でも同じ精度でナビゲーションできることです。 さらに、レーザースキャン技術はより正確です。 短所には、スキャニング ミラー コーティングの問題が含まれます。 それは、部屋のキャビネットのミラードアまたは椅子のクローム脚です。 ただし、この機能には我慢する必要があります。

また興味深い: ぼろを持ったロボット: 掃除機の概要 Xiaomi バキュームモップ P

今日の有名な企業のほとんどは、キットにレーザー距離計を搭載したモデルを少なくとも6つ製造しています。 それらのコストは非常に高く、UAH 000 (約 212 ドル) から始まりますが、これは本当の快適さの愛好家が購入するのを止めるものではありません.

ライダール

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したがって、得られたデータを使用して、部屋の詳細なマップを作成し、最適な清掃ルートを選択できます。 衛生的な手順は、デバイスを不必要に動かすことなく、明確かつ迅速になります。 ライダーを備えた最新のロボットは、昼も夜も宇宙に向けられています。 彼らは部屋をうまくナビゲートします。 高品質のメンテナンスと消耗品 (フィルターとブラシ) のタイムリーな交換により、このようなデバイスは 年以上使用できます。

ロボロックS6MaxV
ロボロックS6MaxV

からの旗艦コピー Xiaomi、 例、 ロボロックS6MaxV, 昨年家電市場に参入し、機能的なタンデムライダーと立体カメラを同時に手に入れた。 これにより、ロボットの進路にある物体や障害物を認識できるだけでなく、デバイスがスマートフォンやタブレットと同期されている場合、不在時に家を監視することもできます。 専門家は、高い機能性、ウェットおよびドライクリーニングの可能性、優れた技術的特性に注目しています。 しかし、~ 18 UAH という価格は万人の好みではありません (約 000 ドル)。

Mi ロボット掃除機モップ 2 プロ
Mi ロボット掃除機モップ 2 プロ

個人的に私を嬉しく驚かせた別のオプションはこれです Xiaomi Mi ロボット掃除機モップ 2 プロ。 彼が生まれたほど レビュー、 家にはスマートアシスタントがあります。 その価格はすでにはるかに快適で、ウクライナでは約 UAH 11 (約 000 ドル) かかります。 ここでも LIDAR がナビゲーションを担当しており、機械式バンパーの前面に障害物検出センサーが配置されており、一般的には 390 の異なるセンサー グループを備えています。 しかし、主なものは19°回転する最新のレーザー距離センサー(LDS)であり、実際、今日私たちが話していることです. ところで、 ローマン・ハルカリスはした 弟の診察 –  Xiaomi バキュームモップ P -彼はライダーと-スポイラーも持っています! -またスマート。

Xiaomi バキュームモップ P
Xiaomi バキュームモップ P

技術に戻ると、ライダーは、ロボット掃除機から部屋の壁や物体までの距離で数百のポイントを数ターンで構築できることがわかりました。 円を描いた後、彼はすぐに部屋をスキャンして地図を描きます。 レーザーユニット自体は直接電力を受け取ることはなく、電流を受け取るための直接接点もありません。 レーザー センサー ボードは、誘導によって電力を供給されます (電流は、携帯電話のワイヤレス充電の原理に従ってコイルからコイルへ転送されます)。 これらのコイルには、ワニスの薄い保護層で覆われたワイヤが巻かれています。 ライダーと組み込みのマップのおかげで、Windows のスクリーンセーバーのように掃除機がランダムに実行されず、コーナーをノックしますが、エリア全体を注意深く通過します (ライダーのないモデルは通常、奇妙に回転します)。 これにより、クリーニングが大幅に高速化されます。 さらに、掃除機は最大 つのマップを保存でき、フロアを認識します。

地図
左側 - ライダーを搭載したロボットの地図、右側 - カメラを搭載した地図。

また、4 つのマップのそれぞれは、クリーニング パラメータを調整できる 10 の特別なゾーンに分割できます。 Xiaomi Mi ロボット掃除機モップ 2 プロ)、パス数などまた、アプリ内にバーチャルウォールを設置することで、どこかでの運転全般を禁止することも可能。 エリアごとにドライクリーニングとウェットクリーニングを選択することもできます。 ただし、このために別途水タンクを着脱する必要はありません。 そして、これらすべてが LIDAR のおかげで可能になりました。

ところで、ロボット掃除機がドッキング ステーションを認識せず、所定の位置でスピンし、マップを正しく作成せず、エラーを出し、迷子になった場合は、LIDAR を調べます。 LED が動作していること、およびセンサーの回転を妨げるものが何もないことを確認してください。 ロボット掃除機がベースを認識しない最も平凡な理由を忘れてはなりません。トランスポートフィルムが取り外されていないため、信号の品質が妨げられているか、ロボットの表面がほこりの層で覆われている可能性があります。 、その後、全身を徹底的に拭く必要があります。

LIDAR を使用して掃除機のマップを作成するスキーム

しかし、あなたが何と言おうと、マッピング ナビゲーションにも欠点がないわけではありません。 デジタル カメラ ベースのマッピングを使用したモデルは、部屋の中で「反転」したり、照明が不十分な部屋で道に迷ったりする可能性があります。 ブラック コーティングは、LIDAR を搭載したモデルのレーザー センサー信号を変更する可能性があります (ただし、これは LIDAR では問題ではありません Xiaomi Mi ロボット掃除機モップ 2 Pro)、および床への鏡は、ロボット掃除機の「目」の部屋のサイズを一見大きくします。 しかし、これらはすべて、家の中の常に新鮮な雰囲気ときれいな床の利点と比較して、取るに足らない欠点です。

Xiaomi

完璧に掃除して動くロボット掃除機はありません。 ロボットをコイル状のワイヤーから解放するか、床に残っている靴下を引き抜く必要がある場合があるという事実から始めましょう。 結局のところ、最小限の労力で満足のいく掃除ができる限り、ロボット掃除機がどのようなナビゲーション方法を使用しても問題ありません。

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Julia Alexandrova
Julia Alexandrova
コーヒーマン。 写真家。 科学と宇宙について書いています。 私たちが宇宙人に会うのは時期尚早だと思います。 念のため、ロボット工学の開発をフォローしています...
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1 コメント
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ボロジミル
ボロジミル
2年前

非常に有益な記事です! ロボットを所有していても、多くの興味深いことを学びました)たとえば、掃除機が床から天井までの鏡でキャビネットを無駄に攻撃する理由など))
そのような記事は、宇宙のスレッドに関する技術的なウクライナの記事よりも読むのが興味深いです))