掃地機器人是什麼工作原理？如何識別室內情況並規劃路線？

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轉圈圈的掃地機器人並不能算做是機器人，只能算是執行某種固定程序的機械。

Roomba是最早流行的掃地機器人，它的路徑規劃是隨機碰撞模式，依據的是紅外感測器和高精度的程序演算法，雖然演算法足夠精確，但它就在屋裡撞來撞去，效率不是很高，看起來也很笨。

於是，後起之秀們紛紛推出自己的路徑規劃模式，現在有這麼幾種：

一、激光測距式導航系統（LaserSmart? Mapping and Navigation）

Neato掃地機器人是通過激光測距的方法生成室內地圖，在此基礎上合理地規劃清掃路線，而不是試探著撞來撞去，用戶直觀的感受是，它看起來比較聰明。其實現原理是：它的頂端設置有一個可旋轉的激光發射頭和配套接收器，通過發射激光掃描自身到邊界每個點的距離，從而生成數字地圖，還能根據屋內傢具位置的變化實時進行更新。

既然大腦中有了室內地圖，Neato還可以聰明地記憶存儲位置關係，比如當它因電量不足而自動返回充電完畢以後，能自動從上次返回的節點繼續開始清掃。

這才是智能的應有之義。

二、北極星導航系統（NorthStar? Navigation System）

類似於室內GPS定位的方法，北極星導航系統的實現原理是在室內建立一個發射信號的模塊，機器人通過測算自身跟該信號的偏移角度來確定自己的位置。由於它不能像Neato一樣「看見」室內的物體，所以只能在清掃過程中通過自身去觸碰來建立室內地圖和物體之間的位置關係。

北極星導航系統是美國Evolution Robotics公司的專利，最早應用於其擦地機器人Mint產品上，2012年9月公司被iRobot收購，隨後應用於Braava系列擦地機器人。

三、圖像式測算導航系統

英國Dyson公司去年推出一款掃地機器人360Eye，不過目前還未正式銷售。它利用頂部搭載的3攝像頭掃描周圍的環境，然後結合紅外感測器，利用數學運算和幾何、三角法測繪出房間的地圖，以此來進行導航，並根據前後影像中各個地標的位置變化來判斷當前的移動路線，並對其所構建的環境模型進行更新與調整。

實際上。就是轉圈圈。

從小圈圈轉到大圈圈，遇到物品的時候，圍著物品轉圈圈，轉了一定長度的圈圈後，智能走一段路，然後繼續轉圈圈。

說簡單點，就是轉圈圈。

我這樣說，你明白了么。

掃地機器人的工作原理

掃地機器人其實就是智能吸塵器，它是一個在地上自動行走的小車，邊走邊進行清掃（吸塵）。一般，它底部前面一個萬向輪，左右各自一個獨立驅動的行走輪，有風機（吸塵器），由可充電電池供電，直流電機驅動。也有帶拖布的，有的還帶水箱。不帶水箱的用濕拖布，一次（不換）可用約30平米，而帶水箱的水也差不多管約30平米，相當，其實，經常拖，中途不換拖布也行，更何況，帶水箱的也有另一個小問題——一旦機器卡住又一直滲水，木地板就麻煩了，所以，個人認為不帶水箱並不是問題。它應該把該掃的地方都掃到，同時應能掃乾淨，所以吸力和路徑規劃就至關重要了，當然，如帶拖布，則可適當降低對吸力的要求。

如何識別室內情況並規劃路線

規劃路線的原則：首先，清掃路徑越簡單越好；其次，要能遍歷所有開放的空間（清掃所有的地方）；第三，重複率要低，一般情況下，同一地方不要多次清掃；第四，對於比較髒的地方，應該適當多次清掃；第五，完成清掃時間越少越好。所以，要實現這些，手段就是，需要感測器和演算法的結合，由於居家環境各有不同，要達到人們普遍要求的這些，其實並不容易，必須有一部分人工智慧在裡面。比如在黑暗或者強光環境，或者地板顏色既有很深又有很淺的環境，都對掃地機器人的感測器檢測和判斷造成很大的干擾，舉個例子，在黑暗環境中，靠攝像頭及圖像處理技術進行環境判斷的就會失效；地板的深淺，對於防跌落的感測器信號判斷又帶來一個很大的問題，因為目前掃地機器人的防跌落技術基本上都是用向下發射紅外光檢測其反射信號，根據反射的強弱來判斷是否下面就是懸空，淺色反射很強，深色反射很弱，下面有高懸空則基本上沒有反射，如何設置一個值來界定下面是懸空，這就很難......這些問題能不能解決？理論上都沒問題，用複合感測器，但是，需要增加成本和安裝空間。目前，為了實現導航和規劃，主要有：激光測距、攝像處理、北極星定位和巡岸導航等技術，但即便使用激光測距導航，依舊需要演算法支持以實現規劃。市面上單純的弓形清掃機器人不算真正的規劃，因為它只是向前行走，碰上障礙就轉90度行走一個小的距離（一般不超過機器自身寬度），再在同一方向轉90度後行走，直至碰上障礙，又向反旋轉一個90度行走一個小的距離，再繼續旋轉90度後行走，直至碰上障礙物......一直這樣循環，會有很多漏掃。像美國Neato、國產小米用和國產科沃斯的DR95就是激光導航，韓國三星用的是攝像頭及圖像處理，國產的艾億佳用的是自己的發明專利技術巡岸導航。而純粹的陀螺儀，它能實現定向，本身並不能實現導航，除非配以其他導航手段或者演算法。關於清掃路徑的優化及演算法（策略），有很多文章和專利，請搜索查詢一下，可資參考，在此基礎上，您也可以進行改進、完善和創新。另外，隨機式的不能保證全覆蓋，脫困也較不容易，重複率高，不建議採用。

家裡買了一個掃地機器人，非國產，按照介紹工作原理是採用谷歌無人汽車技術，會掃描你家的情況並規劃路線。

按照使用感受來說是不錯的，第一，它不是繞圈亂掃，是像人拖地一樣直線來回走，第二，能自己回去充電，基本可以自理，除了一周清理一次垃圾盒之外。

現在家裡地板基本不需要怎麼打掃，一個月濕拖一次差不多了，夏天可以光腳踩在地上，坐在地板上玩ps4，感覺爽爽的。

啊，對了，就是第一名回答的第一個技術，確實讓人看起來比較聰明??(???????)??

謝瑤。

這東西最早的時候我就買過。先跟你安利一個視頻：

「ZEALER 出品」懶人神器還是賴人機器掃地機器人體驗http://c-h5.youku.com/co_show/h5/id_POTQ5MDUyNjA=#vid=XMTM2NjEwNTAyNA==

掃地的工作原理和掃大街的車的原理差不多

如圖：

掃帚+吸塵器，大同小異。

所以，現在識路和規劃功能就是差異點了，有以下幾種情況。

1.蒙。走直線，撞到東西了轉彎，再撞再轉……最早一代的幾乎都這樣的，最二的尋路與路線規劃。

基本上是二級殘廢，掃不全還經常卡住……

2.激光測距。和手機的激光對焦原理類似，不會再撞了，先進的還會先整體掃描室內各個地方的距離，形成一個大概的地形圖，然後規劃路線開始清掃。

這種已經開始好了，不會重複性的清掃某個地方而有些地方壓根沒碰的情況，但是依然有可能卡住。

3.安裝有攝像頭。「看」一遍屋內結構並規劃路線，牛掰的還能分辨出來哪裡臟，會重點清潔。

這種的我認為已經足夠好了，清潔的從不可用到湊合，到可用了。而且，極少卡住了。

唯一的缺點我認為，是由於掃地機器人太矮了，攝像頭不夠高看的不夠全，若能將攝像頭分體出來效果會更好。或者乾脆讓掃地機器人可以共享家裡攝像頭的圖像資源。

答完

這並不是一個簡單的問題，與智能化這個大問題有千絲萬縷的聯繫。簡單的機器人會在掃地過程中被複雜的室內環境困住。如果掃地機器人知道自己在哪裡會困住、如何避免困住、困住之後如何恢復，這就是一個非常複雜的問題了，因為吸塵器本身並不知道自己在哪兒，也不知道室內環境是什麼樣的。

如果你為吸層器增加了感測器、處理器、程序，它就有可能達到這個目的了，這也就是現在的掃地機器人，但是這種機器人一般是挺貴的（至少比吸塵器貴ba）。但是如果沒有這些設備，很難想像它能把你的整個屋子打掃乾淨，它並不知道哪些地方沒打掃或者哪些地方他已經打掃了。

有一種方式是「隨機」的路徑。它並不關心自己在哪兒、也不關心是否會重複達到某些地方。它根據一些隨機數學演算法，在碰到某些障礙的時候並不是返回接著直線行走，優秀的演算法能保證最後可以覆蓋所有的室內地面。這種掃地機器人對大部分人來說已經夠了。

另外一種方式則是「非隨機」的路徑，在它的頭上有一個感測器（激光、攝像頭等），可以對室內環境或者外置的燈塔進行觀測。在機器人行走的過程中，通過採集數據，可以將室內環境的2D平面圖構建出來，同時實時確定自己在地圖中的位置，這樣機器人就可以非常高效的規劃路徑了。

有一些公司盯准了定位導航這一塊，已經有一些模塊化的產品了，避免打廣告嫌疑，我就不說廠長是誰了。

　掃地機器人機身為自動化技術的可移動裝置，與有集塵盒的真空吸塵裝置，配合機身設定控制路徑，在室內反覆行走，如:沿邊清掃、集中清掃、隨機清掃、直線清掃等路徑打掃，並輔以邊刷、中央主刷旋轉、抹布等方式，加強打掃效果，以完成擬人化居家清潔效果。

吧

有個叫塔米的品牌說是攝像頭掃描天花板再用晶元計算定位的，是個什麼原理