Infinix Note 12
СтатьиТехнологииМагия маппинга: как на самом деле работает LIDAR в роботах-пылесосах?

Магия маппинга: как на самом деле работает LIDAR в роботах-пылесосах?

-

Только представьте, на улице сырая погода, к вам пришли гости и наследили в прихожей – теперь остатки земли и песка быстро разнесутся по всему дому, если ничего не сделать. Вместо того, чтобы идти на балкон за веником и подметать или доставать из шкафа пылесос, включать его в розетку и вручную ликвидировать последствия, вы можете расслабиться за чашкой кофе, нажать пару кнопок на смартфоне и робот-пылесос за несколько минут в локальном режиме удалит все загрязнения. Вам даже вставать не придется! Удобно.

Магия маппинга: как на самом деле работает LIDAR в роботах-пылесосах?

Функционирование «умного» пылесоса обеспечивают следующие основные системы: навигационный модуль, механизм чистки, поиск базы и подзарядки. Система навигации позволяет вашему разумному помощнику ориентироваться в доме. Корректная работа этой системы не позволяет роботу заблудиться или где-то не убрать. На сегодняшний день существует два метода построения карты помещения: с помощью камеры и с помощью лазерного дальномера. Эффективность работы каждого робота-пылесоса, как известно, напрямую зависит от того, насколько качественно он «видит» окружающую обстановку и, соответственно, способен планировать свои действия в этой обстановке. Сегодня речь о маппинге роботов-пылесосов.

Первый метод основывается на принципе SLAM. При этом робот фотографирует поверхность потолка, стен, дверей и таким образом запоминает маршрут уборки. Технология позволяет сравнивать фотоснимки и корректировать маршрут по этим данным. Что касается второго метода, то модели оснащены лазерным дальномером, который встраивается в специальную башенку на верхней части корпуса. Лазерный дальномер измеряет расстояние до предметов на пути пылесоса. Следовательно, робот-пылесос с, так сказать, лазерной наводкой в ​​пространстве ориентируется по данным импульсного лазерного модуля сканирования, так называемого LIDAR (или LDS-сенсор).

роботы-пылесосы с LIDAR

Этот фактически миниатюрный лазерный дальномер, вращаясь на 360° с высокой скоростью (очень высокой), непрерывно «сканирует» окружающее пространство в заданных плоскостях и по времени отражения лучей рассчитывает расстояния до помех, а встроенный компьютер на основе этой информации делает оценку относительного положения устройства и строит маршрут его перемещения. А учитывая, что одно из главных преимуществ LIDAR (лидара) – это точность, то считается, что работы-пылесосы способны лучше ориентироваться в помещении, в том числе и в полной темноте. Лидар в роботах-пылесосах устанавливается сверху на корпусе. Это так называемая «башенка» с вращающимся внутри лазерным дальномером.

Схема LIDAR
Схема внутреннего устройства LIDAR

Особенности лидара – это одинаковая точность навигации при любом уровне освещения, то есть, как днем, так и ночью. Кроме этого, технология лазерного сканирования более точна. К недостаткам относятся проблемы со сканированием зеркальных покрытий. Это может быть зеркальная дверца шкафов в комнате или хромированные ножки стульев. Однако с этой особенностью придется смириться.

Также интересно: Робот с тряпкой: Обзор пылесоса Xiaomi Vacuum-Mop P

Большинство известных компаний сегодня произвели хотя бы по одной модели с лазерным дальномером в комплекте. Их стоимость достаточно высока и начинается от 6000 грн (около $212), но это не останавливает от приобретения любителей настоящего комфорта.

LIDAR

Итак, полученные данные позволяют составить подробную карту помещения и выбрать оптимальные маршруты уборки. Гигиенические процедуры становятся четкими и быстрыми без лишних движений устройства. Современные роботы с лидаром ориентируются в пространстве и днем и ночью. Они хорошо ориентируются в комнате. При качественном обслуживании и своевременной замене расходников (фильтры и щетки) устройство прослужит три и более лет.

Roborock S6 MaxV
Roborock S6 MaxV

Флагманский экземпляр от Xiaomi, например, Roborock S6 MaxV, ворвавшийся на рынок бытовой техники в прошлом году, получил функциональный тандем лидара и стереоскопической камеры одновременно. Это не только позволяет распознавать предметы и препятствия на пути робота, но и следить за домом в ваше отсутствие, если устройство синхронизировано со смартфоном или планшетом. Эксперты отмечают высокую функциональность, возможность влажной и сухой уборки, а также отличные технические характеристики. Но стоимость ∼18 000 грн (около $630) не всем по зубкам.

Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro
Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro

Еще один вариант, который приятно удивил уже лично меня – это Xiaomi Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro. Настолько, что на свет появился его обзор, а у меня дома – умный помощник. Его цена уже гораздо более приятна, в Украине он стоит примерно 11 000 грн (около $390). За навигацию здесь также отвечает LIDAR, спереди на механическом бампере расположен сенсор обнаружения помех, а вообще у него 19 групп разных сенсоров. Но главный – обновленный лазерный сенсор расстояния (LDS), который вращается на 360° и, собственно, о котором сегодня речь. К слову, Роман Хархалис сделал обзор его брата —  Xiaomi Vacuum-Mop P — он тоже с лидаром и – спойлер! – тоже умник.

Xiaomi Vacuum-Mop P
Xiaomi Vacuum-Mop P

Возвращаясь к технологии, получается, что за пару оборотов, лидар может построить несколько сотен точек с расстояниями от робота-пылесоса до стены и находящихся в помещении предметов. Проехав круг, он быстро просканирует помещение и нарисует карту. Сама лазерная установка напрямую не получает питание и не имеет прямого контакта для получения тока. Плата лазерного сенсора питается за счет индукции (ток передается с катушки на катушку по принципу беспроводной зарядки мобильного телефона). На эти катушки намотана проволока, покрытая тонким защитным слоем лака. Благодаря лидару и построенной карте, пылесос ездит не рандомно, как скринсейвер в Windows, натыкаясь на углы, а аккуратно проезжает всю площадь (модели без лидаров обычно катаются странно). Это существенно ускоряет уборку. К тому же, пылесос может хранить в памяти до четырех карт и распознает этажи.

карта
Слева – карта робота с лидаром, справа – с камерой.

Также каждую из 4 карт можно разделить на 10 специальных зон, для которых можно настроить свои параметры уборки: мощность всасывания (до 3000 Па в Xiaomi Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro), количество проходов и прочее. А куда-то вообще можно запретить ездить, установив виртуальные стены в приложении. Можно даже выбрать сухую и влажную уборку для разных зон. Правда, для этого не нужно подключать/отключать отдельный резервуар с водой. И все это стало возможным благодаря LIDAR.

Кстати, если ваш робот-пылесос не видит док-станцию, крутится на месте, некорректно строит карту, выдает ошибку, теряется, осмотрите лидар. Проверьте, работает ли светодиод, не мешает ли что-нибудь вращению сенсора. Не следует забывать и о самых банальных причинах, по которым робот-пылесос не видит базы: не убраны транспортировочные пленки, мешающие качеству сигнала, или, возможно, поверхность робота покрыта слоем пыли, тогда нужно тщательно протереть весь корпус.

схема построения карты пылесоса с лидаром

Но, вместе с тем – навигация по маппингу также не лишена недостатков. Модели с построением карт на основе цифровой камеры могут «метаться» по комнате или потерять маршрут в плохо освещенных помещениях. Черное покрытие может изменить сигнал лазерного сенсора в моделях с LIDAR (но, как выяснилось, это не проблема для Xiaomi Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro), а зеркала до пола обманчиво увеличат размер помещения в глазах робота-пылесоса. Но все это – несущественные минусы по сравнению с преимуществами всегда свежей атмосферы в доме и чистого пола.

Xiaomi

Нет такого робота-пылесоса, который проводил бы уборку и перемещался безупречно. Начнем с того, что иногда приходится освобождать робот от намотавшихся проводов или вытаскивать из него забытый на полу носок. В конце концов, не важно, какой метод навигации использует ваш робот-пылесос, если его уборка удовлетворяет вас и требует минимум усилий.

Читайте также:

Julia Alexandrova
Julia Alexandrova
Кофеман. Фотограф. Пишу о науке и космосе. Считаю, нам еще рано встречаться с инопланетянами. Слежу за развитием робототехники, мало ли ...

Прочие статьи

Подписаться
Уведомить о
guest

0 Comments
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии