談談掃地機器人中的導航技術

04-02

目前，市面上絕大多數的掃地機器人還處於懵懵懂懂的隨機清掃狀態，清掃家庭環境的時候，就像處於迷霧中的人一樣找不到方向，清掃效果難以保證。隨著尋路導航技術的不斷完善，掃地機器人首要面對的難題正逐步被攻克，不同的導航系統也慢慢應用到掃地機器人領域。

掃地機器人中的「導航」指什麼？

談到導航我們可能第一時間想到的是高德地圖、百度地圖等等手機導航軟體。實際上從航空航天的激光陀螺儀，到焊接行業的激光導航焊接系統；從船舶激光導航，到自動導航車激光引導技術；從激光導航無人機……導航技術正在逐步普及，逐漸從高精尖行業轉化到越來越多的領域，如今甚至被整合到了小小的智能掃地機器人中。

導航是指運動的物體按照預先給定的任務命令，根據已知的地圖信息做出全局路徑規劃，並且在行動過程中，不斷感知周圍的局部環境信息，做出各種決策，隨時調整自身的姿態與位置，引導自身安全行駛，直至目標位置。

簡而言之，掃地機器人的導航作用無非3點：

自己在哪裡？

自己所在的位置是什麼地方？

怎麼才能離開這裡？

這三個問題所對應的分別為：定位、建圖、路徑規劃。解決這三個問題就不得不提到SLAM，它的英文全稱為simultaneous localization and mapping，中文翻譯為同步定位與建圖。SLAM就是地圖探測的過程，在機器的行進過程中會同步修正位置信息並與建立的地圖進行匹配，確保機器人在行進過程中不會因累積誤差而找不到路。

以上就是基本的規劃式智能掃地機器人的導航特點。而隨著技術的不斷進步，一些品牌研發出在此之上更為先進的技術，比如F-SLAM III慣導系統。

F-SLAM III慣導系統是什麼？

慣導系統是一種目前廣泛運用在太空梭、軍事導彈及無人機等科技領域的技術。智能掃地機器人以此為依託研發出的 F-SLAM III 慣導系統，是具備控制+負反饋的閉環控制體系，能做到精準高效矩陣式清掃。

目前具備此技術的品牌少之又少，家用高端機器人品牌福瑪特的智家iCheeka掃地機器人配備此功能，其體系包括了ARM晶元、陀螺儀、感測器組等：陀螺儀和測距感測器建立坐標輸出體系，實時監控機器人清掃中的坐標定位、運行方向、轉彎角度，並通過ARM晶元處理器建構虛擬清掃地圖。有了構圖，才能讓機器人明白自己在坐標體系中的確切位置，以及目標位置，並計算出到達的最佳路徑。