智能掃地機器人是這樣工作的

　　其實。在歐美智能家居市場上，掃地機器人已經基本普及了，隨著國內生活水平的提高，掃地機器人正逐步進入中國。

　　何謂智能掃地機器人

　　掃地機器人，又稱自動打掃機、智能吸塵、機器人吸塵器等，是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動在房間內完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。一般來說，將完成清掃、吸塵、擦地工作的機器人，也統一歸為掃地機器人。

　　說白了就是搭載尋路導航系統的智能小車加上吸塵器。對于智能小車我們非常熟悉，單片機MCU加上激光測距等等，當然掃地機器人并不是簡單的兩者相加，其中搭配了很多傳感器以及各種算法程序。那么掃地機器人一般是如何工作的呢?

　　掃地機器人如何認路?

　　掃地機器人想要實現自動化清掃尋路導航系統是關鍵。目前主流的尋路系統有兩種，一種是隨機碰撞尋路系統，顧名思義就是邊撞邊找路;另一種則是比較高端的路徑規劃尋路系統，即先掃描整個房間然后根據掃描地圖來制定清掃路徑。

　　這種機器人的特點是按照機器對外界的感知和反應來行動，這類機器上搭配了各類傳感器，例如懸崖傳感器、防撞緩沖窗口，紅外探頭，黑白分段萬向輪等等，這些傳感器通過感知環境變化，收集數據，再通過機器算法來做出反應。

　　第二種，路徑規劃尋路系統，在機制上面更為先進一些。

　　它采用的是激光測距方式，通過頂部的激光雷達，進行360度掃描， 然后通過算法來繪制房間的地圖，根據房間的情況劃分清掃區域，最后按照規劃的路線進行清掃。

　　以下是這三款機器人清掃路線模擬圖。

　　我們可以看到路徑規劃的尋路系統的清掃路徑很穩定而且很規律，總體花費時間更少，覆蓋更全面。而隨機碰撞尋路系統，相對比較混亂，而且存在清掃面積覆蓋不均勻的情況，不僅會漏掃，而且有些地方會反復掃。

　　我們既然將掃地機器人叫機器人，那肯定要生活自理才行嘛。

　　機器人如何自動充電?

　　在日常的生活中，掃地機器人自動充電系統是非常重要的功能，我們總不希望給機器人當保姆吧。那掃地機器人是如何自動充電的呢?

　　第一種方法，通過感知充電底座發射紅外信號來實現自動返充。

　　在清掃完成或者機器快沒電的情況下，機器就會自動尋找充電底座發出的信號，一旦進入信號范圍，它就能夠靠定位自動返回進行充電。

　　第二種方法，適用于激光測距式掃地機器人。

　　它在充電底座安裝了特殊反光帶，可以反射機器人發出的激光，這樣機器人在更新地圖的同時，也能夠自動地獲取充電底座的位置，但是充電底座需要放置到開闊的地方，這樣才能保證自動反沖的成功率。

　　目前來說，這兩種自動返沖的成功率都是挺高的，偶爾也會出現“搖屁股”搖不上充電底座的情況。

　　無論我們是從原理上，還是從效果上面來說，路徑規劃式尋路系統很明顯更加準確和智能，它們比較適用于比較復雜的大面積房型，但這類產品價格也相對更高一些。隨軍碰撞系統的機器人雖然效率相對比較低，清理相同房型的時候耗時也會久一點，但因為它會進行重復地清掃，所以從理論上來說，它的區域清掃效果也會相對好一點。

　　智能掃地機器人掃地的原理

　　機器人掃地原理其實都大致形同，都是先用毛刷將地面上的臟東西向中間聚攏，然后靠滾刷或者吸力把垃圾吸到它們的集塵盒里面。

　　從原理上分析，我們可以知道掃地機器人對于固體垃圾清掃能力還是不錯的，大多數情況下，基本上和人掃差不多了。而且，掃地機器人由于和吸塵器一樣，它是依靠吸力的，因此對于掃把拖把難以處理的頭發，碎屑這些，掃地機器人則可以非常輕松清掃。

　　但是，對于大塊固體掃地機器人就很容易卡住，沒辦法處理，所以掃地機器人對于紙巾包裝袋這種垃圾它們表示無能無力。另外，掃地機器人對于液體也是沒轍。看來掃地機器人也不是萬能的，甚至會遇到“危險”。

　　掃地機器人的缺陷

　　在家庭環境當中，掃地機器人很有可能遭遇的“危險”，有以下幾種:纏繞、跌落、沒電。

　　纏繞是一個比較大的問題，因為家庭地面上難免會有插排、電線、充電線這些。所以，很可能會出現，比較細的電線被吸進去的情況，吸進去基本就吐不出來，這時候掃地機器人要么直接罷工，要么就拖著小尾巴繼續掃。所以，使用掃地機器人前，基本還是需要用戶先整理一下家里的電線。

　　在一些有樓梯的家庭里面，可能有用戶比較擔心掃地機器人會掃著掃著從樓梯上滾下去，其實這并不用擔心，現在的掃地機器人一般在底部都搭配了紅外懸崖感應器，通過感應器能夠很好的識別高度落差從而能及時懸崖勒馬，防止跌落。

　　也許用些用戶還會擔心掃地機器人，掃著掃著沒電了。除了上面說到的自動返沖功能外，使用激光測距方式的掃地機器人還可以記錄沒電的地點，充電后返回繼續清掃。

　　其實對于，上面這幾種“危險”廠商們也想到了一個不錯的方法：“虛擬墻”。一種是通過機器底部的傳感器感應磁條虛擬墻來限制機器人的活動范圍。另一種則是，紅外感應式。像廁所、廚房這些很容易讓機器人事故高發的地方可以用虛擬墻來限制機器人的進入。

　　對于機器人來說，越少人為干預那就越先進。所以，掃地機器人一般都加入了預約清掃的功能。每周什么時候打掃，掃幾次，基本都可以定時清掃了。

　　科技改變生活

　　。掃地機器人目前的功能還比較粗糙和簡陋，但它還在不停的迭代和進化升級之中，也許用不了幾年等sensor技術和人工智能有了更大的進步，它可能真的就變成真正的的人類生活起居管家。