达优高科 一、扫地机器人是如何做室内定位的
在现代生活中，随着科技的发展和应用的普及，越来越多的智能设备进入我们的生活之中，扫地机器人便是其中的一种。作为家居清洁的利器，扫地机器人通过一系列先进的技术和算法，实现室内定位及规划清扫路径。
激光雷达技术
扫地机器人是如何做室内定位的，其中激光雷达技术扮演着重要角色。激光雷达通过发射激光束并接收反射光来扫描周围环境，实现对周围物体的距离测量和定位。扫地机器人通过搭载激光雷达传感器，可以精准地感知周围环境的障碍物和空间布局，从而规划清扫路径并避开障碍物，提升清扫效率。
摄像头识别技术
除了激光雷达技术，扫地机器人还可以借助摄像头识别技术进行室内定位。通过摄像头拍摄周围环境并进行图像识别，扫地机器人可以获取更为直观的环境信息，识别出家具、墙壁等物体的位置，辅助机器人规划清扫路径。这种技术对于细节清扫和特定区域清理具有很大的帮助。
惯性导航传感器
惯性导航传感器是扫地机器人中另一个常用的定位技术。通过检测机器人的加速度和角速度变化，惯性导航传感器可以实时更新机器人的位置和姿态信息，帮助机器人快速准确地定位自身位置。这种技术适用于复杂环境下的定位，提高了扫地机器人的定位精度和稳定性。
地盘传感器
地盘传感器也是扫地机器人常用的室内定位技术之一。地盘传感器通过感知地面的颜色、纹理等信息，来确定机器人所处位置和移动方向。在智能家居中，地盘传感器可以帮助扫地机器人更好地适应不同地面环境，确保清扫效果的一致性。
结语
综上所述，扫地机器人是如何做室内定位的，涉及到多种先进的定位技术和传感器的应用。激光雷达、摄像头识别、惯性导航和地盘传感器等技术的结合运用，使得扫地机器人在室内定位和清扫方面表现更加智能高效，为家庭清洁带来了极大的便利。
二、米家扫地机器人如何定位？
1.定位是包括扫地机器人在内的移动机器人自主导航中最基本的环节,也是完成任务必须解决的问题。说到定位,大家首先想到的可能是GPS定位、基站定位等常用的室外定位。
2.与之不同,扫地机器人的定位都是室内定位,其要求定位精度高(最少在亚米级),实时性好,GPS、基站定位等方法无法满足。扫地机器人定位总体上可以分为相对定位和绝对定位。
三、自动扫地机器人是如何归位的？
自动扫地机器人会通过内置的地图和传感器进行归位。
1. 机器人在工作时会自动绘制室内地图，并且能够实时感知周围环境，包括家具、墙壁和障碍物等。
2. 在完成清扫任务后，机器人会按照预设程序或通过用户指令直接返回充电座。
在返回过程中，机器人会根据内置地图和传感器自动规划最优路径，避免撞墙或落入陷阱等危险情况。
3. 一旦机器人到达充电座，它就会使用充电座上的导向线或内置传感器进行对接，自动停止工作并开始充电。
4. 通过这些高科技手段，自动扫地机器人能够实现自主规划路径和智能归位，为家庭清洁提供了更为便利和高效的解决方案。
四、什么是扫地机器人？
扫地机器人怎么选？看我就够啦！
今天想跟大家简单介绍一下：
扫地机机器人，究竟是个啥玩意儿？
随着大家生活水平的不断提高，
万恶的家务已经成为了阻碍大家顺利躺平和制造家庭争吵的主要矛盾之一！
因此，各类解放双手的家具应运而生，什么洗碗机啊，洗烘机啊，智能家居啊巴拉巴拉。
其中就有解放扫地功能的扫地机器人！
扫地机器人定义
扫地机器人是一种服务于各大家庭的机器人，又被称之为自动打扫机、智能吸尘器、机器人吸尘器等等。
能凭借一系列的人工智能，能够自动完成扫地和拖地的工作。
扫地方式上采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。
一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
扫地机器人概述
上面咱们也有说到，扫地机器人一般采用扫刷和真空两种形式，可以将房间内的灰尘垃圾一网打尽！
外形：扫地机器人一般来说，都是没有线的，长得嘛，就跟个大圆盘一样，通常如下图：
操作：操作方式来说，一般以遥控器，或者是基站，更先进的会使用App或者语音操控
科技：扫地机核心的一项功能就是避障功能，各家厂商都会有各自的避障技术，遇到障碍，就会转弯。当然啦，各家的技术水平不同，避障的能力也是有高有低。
扫地机机器人历史
世界上第一台量产型扫地机器人的原型出现于1996年，叫做“三叶虫”(Trilobite)。
它由瑞典家电巨头伊莱克斯(Electrolux)制造，但是造出来之后，并没有快速应用于市场。
直到2001年，Trilobite才被推向市场，并成为史上第一款量产的扫地机器人。
扫地机机器人构造及原理
扫地机机器人的机身其实是一个自动化技术的可移动装置，与有集尘盒的真空吸尘装置。
配合机身设定控制路径，在室内反复行走，如:沿边清扫、集中清扫、随机清扫、直线清扫等路径打扫，并辅以边刷、中央主刷旋转、抹布等方式，加强打扫效果，以完成拟人化居家清洁效果。
行走方式：推动的方式绝大部分为二轮推动，也有使用履带的设计。
清洁方法：有真空吸尘机、毛刷、抹布。大部设计都包括有真空吸尘机及毛刷，
电源设计：早期的设计并没有自动回停泊处充电的功能，当电量不足时，使用者须手动把其放回充电器充电。
特殊功能：扫地机机器人现在功能也是愈发强大，各种新功能层出不穷，如: 自动集尘、语音控制等等
扫地机机器人发展
通过上述的介绍和讨论，咱们大概可以知道扫地机器人是如何发展和工作的。
在现代生活中，扫地机器人的关键点无非就是在于帮助大家去减轻打扫过程中的困难。
因此核心其实在于三点：
- 流程简易：扫地机器人可以帮助你把扫拖这个流程，简化到什么程度？
- 清洁程度：他干的活，比起人工干，到底是干净了，还是更脏了？
- 智能水平：到底有多聪明，能不能召之即来，挥之即去，会不会把家里搞得一团糟？
别着急，以上这三个问题，接下来咱们一篇一篇文章讲。
我是草莓酱，专注家庭清洁方案，想看扫地机器人怎么选，就关注我吧！
五、扫地机器人是如何实现精准避障的？
大家好，我是 @森山，家用电器话题下优秀答主，本职工作是20年的硬件工程师，这是个我非常感兴趣的问题，虽然之前和此类技术有相关性的产品，我做过安防IPC、激光雷达、三维扫描仪和深度相机的开发，业余也测试过不下十台扫地机器人，但扫地机技术的迭代升级让我眼花缭乱，几乎每个月都有新型号推出，在广告宣传上，各种专业词汇或一些擦边球的描述让人困惑，一时吃不准到底是基于什么原理的方案。
早就想写一篇扫地机避障技术的文章，但要把这些技术点通俗易懂的表达出来，让普通用户也能看懂，是非常难的，需要很多图形化的方式来介绍，这一点比较麻烦，我找了很多资料。
我也是一边找资料，一边分析、验证，判断不合理的地方，专业人士请多指正。
本文的思路，我按照避障所用到的传感器方案作为切入点，后面再列举一些实际的产品来对应：
【零维激光】点激光LDS和避障的关系
- 功能：测量某一高度水平面的地图，用于建图，定位，以及部分避障功能。
- 优点：可以主动旋转360度，全向测距。
- 缺陷：因为是点光源，只能获取二维平面图；并且受限于高度，只能检测LDS传感器光源所在高度的数据，低矮处的障碍物无法识别。
它的样子是这样，凸起在扫地机顶部：
这类传感器拆开来是这样，两个水汪汪的透镜里面，一个激光发射管，一个接收管：
原理是飞行时间（Time Of Fly，简称TOF），通过发出至接收到时间的长短，来计算物体的距离，距离越远，时间越久：
由于一个激光管发射出去的信号只对准了一个角度，无法视察周边所有物体，所以工程师们在激光收发管的基础上加了一个用电机旋转的机构，来实现全角度的扫描检测：
发出的激光是脉冲式的，扫描到的距离信息，被机器人的CPU，绘制成一张平面图形：
看到这里，大家应该明白了，LDS最大的作用是建图和定位，理论上也能起到部分避障的功能，但是低于LDS传感器高度的一些障碍物，它是无法检测到的，比如袜子，电线等等。
所以，为了弥补这种低矮避障物检测盲区，在早期的扫地机产品中，还有两种正面避障手段：机械避障、简单红外避障、甚至是超声波避障。
【非激光】机械避障、简单红外避障、超声波避障的种种缺陷
这3种避障方式技术简单，且性能不佳，所以我放在一起了。
机械避障就是大家熟知的碰撞式避障，机壳前方的碰撞外壳是有行程的，内部有一个弹性的轻触开关，撞到时会有轻微的咔哒声：
红外避障，下图中左右两侧是普通的红外发射管，中间黑色部分是红外接收管，较后来的激光方式，它的能量不够集中，只适合近距离检测，成本很便宜，盲区大，易受外部光源影响，而且这类红外管经常被用于开关状态使用，电路上没有做接收强度采集，所以无法测距，性能较差，在扫地机上主要是辅助避障，要不然就没有机械避障什么事了：
超声波避障，严格意义上来说，这是一种最古老的ToF技术方案，也是通过测量波形反射后的时间来计算距离，但常用的超声波传感器频率很低，KHz级别，这个波的速度慢，也就导致了采集的周期长，在扫地机上使用性能不行，但是这个传感器对于相对距离固定且较近的场景比较适合，所以在扫地机的背面，我们能看到有一个圆形的装置，它就是超声波原理，被用于地毯介质的检测：
由于地毯的织物对信号反射能力比硬质光滑地面要弱，所以它的波形有明显的不规则特征。机器人判断出这类特征后，为其他行为做出决策，比如现在一些扫地机带有的拖布，遇到地毯时就会抬起。
并且这个超声波传感器一般会装在机身正面边缘处，以方便最快时间检测到地毯，让机器人做出迅速决策。
【一维激光】线激光方案主要用于正、侧面近距离障碍物测距
前面提到的LDS方案，它的激光是点光源，由于高度的限制，即使在扫描方式下，也只能获取室内环境中该高度的二维信息，所以低矮的障碍物，它是扫描不到的。
而第二部分的三种传感器机械避障要靠碰撞，红外避障精度差，超声波避障反应慢等缺点，使得扫地机在行进过程中很难做到有效避障。
线激光方案被应用到扫地机上，线激光可以理解为很多个点激光排列在一条直线上，均匀分布：
实际上，它是由光源通过光学结构实现的单线光源，它投射到平整物体上的形状就是一条直线。
有了激光发射管也不够，一般都会配一个接收的摄像头或APD线阵采集，并且这种发射和接收呈现处一定的角度，所以现在的线激光收发器被整合到一个相对固定的模块中，也叫“固态”线激光。
它的原理是结构光的三角测距：
到了这里，很多人估计会不耐烦了，说了这么多，线激光到底能测什么？
- 如果配合转动机构，它可以测到三维信息。
- 如果没有转动机构，它只能测单条线上的距离信息。
我在网上找到了三种线激光的测距方式，它呈现出来的三种不同的线激光角度：
左边是垂直线激光，它可以检测LDS以下一定高度范围内的近距离障碍物，这种线束方案，可以测距，而且理论上通过机器的转动，是可以实现三维扫描的。
右上是水平交叉线激光，双线交叉的本身没什么讲究，主要是两条激光覆盖的角度更大，也是测地面的，只能测距。
右下是水平单线激光，探测机器正前方一定角度内，地面平整度，一旦有明显障碍物，就会发生扭曲，或者飞行时间的变化，也只能测距。
这三种方案，其目的都是为了实现机器人正前方近处障碍物的距离识别。
此外，线激光也被用于扫地机的右侧方测距，主要是为了更好的沿边清洁效果，激光的精度和采集速度都会更好。
【二维激光】面激光方案，更强更精细的三维识别
二维激光，顾名思义，它区别于点光源和线光源，是一种面光源，这类光源通常被用作识别物体的三维形状。
它的光源，常用的器件是VCSEL，垂直腔面发射激光器，结构原理是这样的，图中下半部分：
它的系统设计一般是这样的架构：
Vcsel打出一个面光源激光，打到物体上，绿色透镜可以接受对应频段的激光光源，中间的Pixel matrix类似于我们普通摄像头的CMOS，只不过这类tof sensor的像素做不到很大，以Sony为例，640x480已经是非常高的像素：
除了Sony，还有松下、Melexis等少数几家公司，但是随着tof sensor在未来几年内在AR/VR、激光雷达（车载）、工业的机器视觉、3D扫描、无人机等等任何一个领域的爆发，可能都会大幅提升分辨率，成本也会随着量产降低。
当然有了深度还不够，所以一般tof方案还会配合RGB摄像头作为深度图和现实图的结合应用，其实就是RGBD相机。
深度相机的外观，就是下面这样，一个小方块一般就是Vcsel激光源，邻近的摄像头是Tof sensor，右边那个小孔是广角的普通摄像头，如果您在扫地机正前方看到类似的结构，一般就是面阵激光，是可以对前方物体做3D建模的，不但可以判断物体的距离，也可以判断物体的外形。
说了这么多，二维激光能做到什么效果呢？以之前我在项目中记录的图片来做个示例：
扫地机的通过ISP对采集的图像进行处理，通过CPU算法对障碍物的外形识别，比如常规的电线、鞋子、椅子腿等等，未来还会加入更多可能的物体模型，再一个就是对物体距离的识别，来计算是否应该减速、刹车，进而避开。
所以这种方式下，对障碍物的识别更加精确，但是就像前面提到的，这种方案成本极高，研发难度大，识别率的提升也很难，算法上去了，对CPU的性能又是很高的要求，然后生产的标定也困难，还有一个就是功耗、发热等等一堆不利的因素。
当然我的知识一定有盲区，激光的TOF方案也有非常多的技术类型，dTof、iTof、cwTof，未来也许还会有更多方案，它们的技术手段也许不同，但最终都是为了更好的获取三维数据。
【纯视觉方案】单目、多目、结构光等其他方案
所有激光的方案有一个缺陷，就是对透明的、黑色的物体识别不佳。
扫地机像极了目前的汽车行业，激光雷达 vs 纯视觉方案，特斯拉慢慢放弃了激光雷达，也是发现了激光雷达的重重困难，退而求其次采用纯视觉方案，特斯拉依靠的是周围一圈的多个摄像头以及自己的算法和丰富的路况数据库。
纯视觉方案就是通过普通摄像头方式+图像识别算法，来判断目标物体。
单目就是一个摄像头，没什么好说的。
双目就是两个摄像头，就像人的双眼，可以获取立体视觉，说到底就是能获取三维深度信息。
还有一个方案是结构光，结构光是三维识别的一种整体方案，它的硬件可以是单目，可以是双目，也可以是tof sensor，但是它们有一个共同的原理，就是通过投射出特殊的图案到目标物体上，通过图像采集该图案在物体表面的扭曲、变形，来判断三维外形。
本文最开头时我曾经做过的三维扫描仪，就是一种结构光方案，他就是通过DLP投影出特殊图案，打到物体上，两个摄像头分别采集到这个因为物体表面而扭曲的变化，通过算法计算出三维模型，这种技术非常成熟，效果取决于算法。
【多传感器融合方案】
前面说的那么多传感器，几乎涉及到了扫地机行业中目前大部分的类型。
它们并不一定是对立的，或者孤立存在，并且各自都有优点和缺陷，比如普通摄像头在弱光下就不行，激光类型受到黑色和透明物体的影响，普通红外避障精度和稳定性差，无法判断障碍物类型等等，通过多种传感器的组合搭配，可以扬长避短，所以我们能看到，一台扫地机中会装载数量巨多，类型不一的传感器。
一些混淆的技术名词
ToF：这是一个飞行时间的描述，但从技术原理上来说，普通的红外收发、超声波传感器、单点和面激光，都会是ToF范畴内，所以如果简单说自己是ToF传感器，这是一种混淆不清的说法。
SLAM：严格来说，SLAM是一种基于视觉采集的算法，它并非是传感方式，我可以是基于普通RGB摄像头的彩色图像，可以是红外光源下的红外图像，也可以是VCSEL面阵激光源下的深度图像。所以，如果你看到某产品号称自己用了SLAM传感器，这也是无效的说法。
AI避障：现在任何电子产品只要和AI结合一下，就是为自己提高身价，但是AI的水很深，真正要做到很强的人工智能是比较复杂的，不仅取决于算法，也取决于大量的、丰富的模型库，以目前业内最顶级的扫地机来说，它能识别的障碍物类型不到百种，而且识别率也是无法保证的。
目前市面上具有代表意义的扫地机器人及其核心的避障方案
【近期更新】
未来的技术展望：
在德州仪器官网，我找到一个扫地机的解决方案设计框图，这里面我看到了mmWave的字眼，这就代表了，未来很有可能毫米波雷达会加入扫地机应用。
【以上结论可能存在争议，我也是基于我的个人理解和分析，如果有更专业的人士，可以提出异议，我们再完善补充】
本文会持续更新……
六、如何清理扫地机器人？
1、 每次用完机器，用干布清洗以下部位：垃圾盒；左、右轮；用手旋转底部中扫毛刷，将毛刷上的灰尘，清理干净；清洁边扫毛刷，整形；打开吸尘盖板，清洁吸尘室和风机；前壳底部的4个感应头，要用干净的布，擦拭干净。
2、 过滤网是纳米级过滤网，用水冲洗即可，洗后不要放在太阳低下晒，要放在阴凉处晾干。3、 一般用1个月左右，中扫毛刷要打开清理一下
七、扫地机器人如何启动？
启动扫地机器人时,可以选择按钮直接启动,也能通过手机远程遥控,十分方便快捷。
扫地机器人可以通过按钮直接启动,也可以远程操作手机启动,启动后就能开始运作。也可以在手机上预约扫地机器人的启动时间,选择合适的时间清扫房间,较为便利。
八、扫地机器人如何重启？
1. 扫地机器人可以通过按下机器人上的重启按钮进行重启，在开始清理之前需要将机器人放置在充电器上进行充电。2. 有些扫地机器人还可以通过手机 APP 进行重启，只需要打开 APP，找到重启按钮，按下即可。3. 有些机器人可能需要彻底重新设置，重启后可能需要重新连接 WIFI 并进行地图扫描，这样在接下来的使用中，机器人才能更好地完成清理。
九、如何选择扫地机器人？
挑选扫地机器人时，可以考虑以下几个因素：
1. 清扫性能：了解机器人的清扫能力，包括吸尘能力、拖地功能、边角清洁等。查看机器人的吸力强度、刷子类型和滚刷设计等要素。
2. 导航技术：选择具有先进导航技术的机器人，例如激光导航、视觉导航或者SLAM技术。这些技术可以帮助机器人更有效地清扫房间，避开障碍物。
3. 防跌落和防碰撞：确保机器人具备防跌落和防碰撞功能，可以避免机器人从楼梯上跌落或与家具等障碍物发生碰撞。
4. 电池寿命和充电能力：了解机器人的电池寿命以及充电能力。长续航时间和自动充电功能可以提高清扫效率。
5. 智能控制和连接性：考虑机器人是否有手机应用程序控制、语音控制或与智能家居系统的兼容性。这些功能可以提供更便捷的使用体验。
6. 用户评价和品牌信誉：阅读其他用户的评价和反馈，了解品牌的信誉和售后服务。
7. 预算：根据个人预算来选择适合自己的扫地机器人。
综合考虑以上因素，选择适合自己需求和预算的扫地机器人。
十、扫地机器人如何使用？
方法/步骤1:
买回来的机器人，充电基座最好放在墙角，这样不会碍事。
方法/步骤2:
现在扫地机器人都是充电功能的。但是感觉里面的蓄电池都不是特别的耐用。所以，刚买回来的机器人，一定在头三次把电充满，并且用完再充。
红色代表电量未满，绿色代表充电完成
方法/步骤3:
按2下绿色的按钮，机器人就开始打扫了。
由于机器人不会记住路线，所以高效的打扫方式是：把门关上，让机器人一个房间一个房间的扫，这样可以少走很多重复路
方法/步骤4:
当然也是有遥控器的。
可以定时扫，而且可以定义扫的方式。不过这个功能很少用。扔在那，让他自己扫多省事
方法/步骤5:
扫过一段时间，就得倒垃圾了。 要不，垃圾都去哪了。肯定在肚子里。
轻轻按一下手指指的地方，然后拿开，垃圾盖就会自动弹开
方法/步骤6:
看见了么，那个黑色的就是垃圾盒
方法/步骤7:
顺着把手拎出来，就是一个褐色的盒子。
旁边有个卡扣，拨开盒子，看到一层滤网
方法/步骤8:
掀开滤网，是不是就是吸了很多的灰尘和垃圾？
方法/步骤9:
家里要是头发落在地上，可能会缠绕毛刷轮，这时候，我们可以用一个螺丝刀，把毛刷轮拧下来，清除毛发。
