掃地機(jī)器人作為懶人利器，能夠幫助解決地面清潔工作;隨著生活水平的提高，越來越多的家庭都紛紛入手掃地機(jī)器人。而目前市面上掃地機(jī)器人的品牌眾多價(jià)格也是不等，便宜的幾百塊貴的上萬。那么，如何選購一臺(tái)掃地機(jī)器人對(duì)消費(fèi)者來說則是一件頭疼的事，再加上各家廠商天花亂墜的宣傳更是讓用戶迷惑。

    對(duì)于消費(fèi)者而言，選購掃地機(jī)器人第一需求則是掃的干凈掃得快，掃的干凈主要取決于清掃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和吸塵風(fēng)機(jī)的功率，而清掃效率最有力的的保障則是掃地機(jī)器人擁有一套非常智能的路徑規(guī)劃算法。常見的掃地機(jī)器人算法大致分為兩種：隨機(jī)覆蓋法和路徑規(guī)劃式清掃。

    隨機(jī)覆蓋法

    隨機(jī)覆蓋法，有人也稱為隨機(jī)碰撞式導(dǎo)航，但這并非是指機(jī)器人真正與環(huán)境中的物體產(chǎn)生碰撞，也非毫無章法的在地板上隨機(jī)移動(dòng)，換言之在工程操作中“隨機(jī)”也是一個(gè)難以達(dá)到要求，隨機(jī)覆蓋法是指機(jī)器人根據(jù)一定的移動(dòng)算法，如三角形、五邊形軌跡嘗試性的覆蓋作業(yè)區(qū)，如果遇到障礙，則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向函數(shù)。這種方法是一種以時(shí)間換空間的低成本策略，如不計(jì)時(shí)間可以達(dá)到 100%覆蓋率。    

    從市場(chǎng)反饋來看，隨機(jī)式掃地機(jī)器人給人的感覺就是在房間內(nèi)亂跑亂掃，往往不能夠全覆蓋式打掃房間，經(jīng)常出現(xiàn)在某個(gè)地方反復(fù)掃、漏掃的情況，沒電回充也是完全靠運(yùn)氣。隨機(jī)覆蓋法不用定位、也沒有環(huán)境地圖，也無法對(duì)路徑進(jìn)行規(guī)劃，所以其移動(dòng)路徑基本依賴于內(nèi)置的算法，算法的優(yōu)劣也決定了其清掃質(zhì)量與效率的高低。常見的隨機(jī)式掃地機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)部都會(huì)預(yù)設(shè)多種清掃模式根據(jù)一定的算法隨機(jī)切換清掃模式，清掃效果完全靠清掃時(shí)間來堆砌。

    隨機(jī)式清掃算法的機(jī)器人比較有代表的則是iRobot Roomba 3-8系列，售價(jià)均價(jià)也在4000元以上，還是比較貴的。

 路徑規(guī)劃式清掃

    規(guī)劃式掃地機(jī)器人導(dǎo)航需要建立起環(huán)境地圖并進(jìn)行定位，定位-構(gòu)圖-規(guī)劃-清掃四個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)都不能缺少。掃地機(jī)器人利用導(dǎo)航定位系統(tǒng)記住起點(diǎn)和清掃路徑的坐標(biāo)，構(gòu)建環(huán)境地圖，同時(shí)計(jì)算規(guī)劃清掃線路，最終結(jié)合自身的算法進(jìn)行清掃確保不跑偏。

    如果沒有定位，構(gòu)建的地圖一定不準(zhǔn)確，地圖不準(zhǔn)確規(guī)劃效率就低，效率太低那還不如直接買隨機(jī)式掃地機(jī)器人。所以定位技術(shù)才是規(guī)劃式掃地機(jī)器人的關(guān)鍵，而常見的掃地機(jī)器人定位類型也分為三種：慣性導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航和激光導(dǎo)航系統(tǒng)。

    慣性導(dǎo)航：慣性傳感器使用陀螺儀和加速度計(jì)得到機(jī)器人的角加速度和線加速度信息，通過積分獲得機(jī)器人的位置信息。但是其精度也要受陀螺儀漂移、標(biāo)定誤差、敏感度等問題影響，但有一個(gè)缺點(diǎn)：有累積誤差，隨著行駛時(shí)間、距離的不斷增加，誤差也不斷增大。因此相對(duì)定位法不適合于長時(shí)間、長距離的精確定位。可以把這種算法想象成盲人摸象，盲人也可以按自己的感覺做出走出直線、旋轉(zhuǎn)180度的動(dòng)作，看起來也是弓字形行走，但如果頻繁轉(zhuǎn)向、頻繁碰撞，會(huì)越來越無法保持正確的行走方向。

    得益于研發(fā)成本低，慣性導(dǎo)航是目前市面上掃地機(jī)器人最為廣泛使用的一種定位方法，國內(nèi)比較有代表的品牌就屬科沃斯了，售價(jià)均在2000元左右，相比于隨機(jī)式清掃的irobot的4000多元來說還是比較良心的。

    視覺導(dǎo)航：從技術(shù)層面來說這項(xiàng)技術(shù)叫做vSLAM，其原理是在掃地機(jī)器人身上裝了一個(gè)攝像頭，攝像頭通過vSLAM算法拾取和記錄沙發(fā)中的大量特征點(diǎn)(尤其是物體的邊角)，并在運(yùn)動(dòng)過程中不斷追蹤這些特征點(diǎn)，同時(shí)不斷檢測(cè)新的特征點(diǎn)，由此建立一個(gè)環(huán)境地圖。但最大特點(diǎn)是該技術(shù)受光照條件影響大，高動(dòng)態(tài)環(huán)境精度下降，對(duì)場(chǎng)景復(fù)雜度要求高。往往為了定位自己當(dāng)前的位置，必須要結(jié)合其他測(cè)距傳感器，諸如陀螺儀、慣性導(dǎo)航設(shè)備等。由于是依靠攝像頭來完成定位，所以在光線過強(qiáng)或者無光的室內(nèi)使用，會(huì)直接使掃地機(jī)器人迷惑，找不著東南西北，這是目前還沒有好的解決方案。

    雖然聽起來挺高大上的，但基于該技術(shù)的定位方法，實(shí)際使用中一般都會(huì)有清掃不干凈地面碎屑的缺陷，不過介于成本過高，該定位技術(shù)的掃地機(jī)器人售價(jià)都非常高，此前iRobot 推出的Roomba 980和Dyson 推出的360 Eye售價(jià)均在6000元左右，對(duì)于普通家庭來說是所消費(fèi)不起的。

    激光導(dǎo)航：通過激光測(cè)距傳感器對(duì)房間進(jìn)行掃描，快速獲取距離信息;當(dāng)激光投射到障礙物上時(shí)，會(huì)形成光斑，同時(shí)圖像傳感器會(huì)根據(jù)光斑的像素序號(hào)來計(jì)算到激光測(cè)距傳感器的中心距離。結(jié)合掃地機(jī)器人自身的算法，構(gòu)建房間地圖，并實(shí)時(shí)定位清掃。目前，激光導(dǎo)航是最為實(shí)用和效果最好的系統(tǒng)。

    使用該技術(shù)的掃地機(jī)器人具代表性的就是小米米家掃地機(jī)器人，小米米家掃地機(jī)器人機(jī)身遍布了包含LDS激光測(cè)距等12種傳感器，能夠精準(zhǔn)探測(cè)室內(nèi)空間，準(zhǔn)確定位。得益于每種傳感器的作用，在沿墻清掃能力、越障能力和懸崖探測(cè)小米米家掃地機(jī)器人都有著非常好的表現(xiàn)。

    當(dāng)然，硬件再厲害如果算法一般那么這個(gè)掃地機(jī)器人多半是浪費(fèi)了。石頭科技作為小米米家掃地機(jī)器人的研發(fā)商，其研發(fā)一套SLAM 算法，各類傳感器在收集數(shù)據(jù)后交給這套算法，掃地機(jī)器人根據(jù)地圖劃分區(qū)域和規(guī)劃清掃路徑，最終形成先沿邊后 Z 字形的清掃路徑，逐一完成分區(qū)清掃任務(wù)，不論是清掃效果還是地面清掃覆蓋率都是非常好的，清掃效率也是非常高的。

    作為小米生態(tài)鏈產(chǎn)品，小米米家掃地機(jī)器人也走了小米的一貫路線，東西好用性價(jià)比高。小米米家掃地機(jī)器人的售價(jià)為1699元，還是非常便宜的，可以說是物超所值。

    總結(jié)：

    掃地機(jī)器人買回家的目的就是會(huì)認(rèn)路、掃得快、掃的干凈，雖然在路徑規(guī)劃上解決方案有很多，但其精髓并不是硬件有多厲害，重在其定位系統(tǒng)和算法。根據(jù)清掃效果和清掃覆蓋率來排序：激光導(dǎo)航>視覺導(dǎo)航>慣性導(dǎo)航>隨機(jī)清掃，各家算法的不同，會(huì)直接影響清掃效果和效率，不過隨著科技不斷發(fā)展，這些問題都會(huì)出現(xiàn)新的解決或者替代方法，同時(shí)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷擴(kuò)大，機(jī)器人工作環(huán)境會(huì)更復(fù)雜，掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃這一課題領(lǐng)域還將不斷深入。

    如果你家里已經(jīng)有掃地機(jī)器人，但覺得不夠智能掃的不干凈亂跑正準(zhǔn)備換;或者沒有正準(zhǔn)備入手，那么建議你選購小米米家掃地機(jī)器人，1699元對(duì)于普通家庭來說也是負(fù)擔(dān)得起的。除此之外，小米米家掃地機(jī)器人無論是外觀設(shè)計(jì)，還是好用程度上，在國內(nèi)外都享有非常好的口碑評(píng)價(jià)，不信的話可以搜搜看。