方寸之間，騰轉(zhuǎn)自如，這或許是人們對掃地機(jī)器人避障功能的理想期待。

誰才是掃地機(jī)器人的“最優(yōu)解”？

評判一款掃地機(jī)器人好用與否，避障表現(xiàn)無疑是核心因素。一款能夠準(zhǔn)確有效規(guī)避家居、行人、動(dòng)物的產(chǎn)品，不僅能夠保障產(chǎn)品的安全性，也能有效提升清掃效率和清潔效果。然而從市場調(diào)查來看，目前市面上大多數(shù)產(chǎn)品的避障表現(xiàn)并不理想，究其原因，在于它們采用的避障技術(shù)各有差異。

目前幾種比較主流的掃地機(jī)器人避障技術(shù)主要有機(jī)械避障、視覺避障、激光雷達(dá)避障、3D ToF避障、紅外光源避障等。

機(jī)械避障：早期掃地機(jī)器人使用的主流避障技術(shù)，目前只應(yīng)用于低端產(chǎn)品，優(yōu)點(diǎn)是成本低、原理簡單，缺點(diǎn)是掃地機(jī)器人不停碰撞障礙物，不僅效率低，準(zhǔn)確度低，同時(shí)容易損壞家居。

紅外光源避障：通過發(fā)射紅外線、接受反射的光線、用三角測距的原理判斷和障礙物之間的距離。優(yōu)點(diǎn)是成本低、容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是精度不高，對深色可吸收紅外線的物體比較敏感，影響準(zhǔn)確度。

激光雷達(dá)避障：目前最為主流的技術(shù)方案，通過激光雷達(dá)發(fā)射和接受反射信號(hào)，判斷與障礙物的距離，優(yōu)點(diǎn)是延遲低，效果穩(wěn)定，準(zhǔn)確度高，成本也較低，缺點(diǎn)是受限于激光雷達(dá)布局，有探測盲區(qū)，容易對低矮障礙物產(chǎn)生誤判，且無法規(guī)避玻璃等高反物體，同時(shí)激光雷達(dá)無法識(shí)別語義的天然缺陷，也導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)智能避障。

3D ToF避障：發(fā)射激光到物體后計(jì)算反射時(shí)間，從而根據(jù)不同時(shí)間計(jì)算可以獲得物體的形狀深度，從而實(shí)現(xiàn)避障功能。優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別的距離遠(yuǎn)，不易受環(huán)境影響，缺點(diǎn)是成本高，識(shí)別分辨率比較低。

視覺避障：分為雙目和單目，雙目效果優(yōu)于單目。目前部署量也相對較多，通過攝像頭機(jī)器人能夠像人眼一樣對物體進(jìn)行識(shí)別，并利用算法實(shí)現(xiàn)避障，優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)識(shí)別到的不同障礙物信息，做出策略化的避障動(dòng)作，如不同規(guī)避距離，且成本較低，不過缺點(diǎn)不僅算力要求高，精度和穩(wěn)定性也較差，同時(shí)易受光線影響。

總的來說，激光雷達(dá)避障仍是現(xiàn)有的主流方案，但從技術(shù)發(fā)展?jié)摿砜?，視覺避障無疑代表著未來的主流方向，能夠看到，市面上的視覺技術(shù)正越來越豐富，成熟度也越來越高，視覺技術(shù)的缺陷已不再是無法解決的難題。

騰轉(zhuǎn)自如，正成為現(xiàn)實(shí)

作為行業(yè)領(lǐng)先的AI技術(shù)供應(yīng)商，INDEMIND憑借在機(jī)器人視覺技術(shù)研發(fā)的多年積累，針對性解決了視覺算力高、精度低、易受光線影響等多個(gè)問題，并通過對自身技術(shù)接軌融合推出了一款純視覺的家用機(jī)器人導(dǎo)航避障決策交互ALL IN ONE解決方案「家用機(jī)器人AI Kit」，在避障方面，已能夠?qū)崿F(xiàn)低矮障礙物避障、高透障礙物避障，智能語義避障等。

為了解決算力問題，INDEMIND在算法上實(shí)現(xiàn)了VSLAM和深度學(xué)習(xí)模型輕量化，配合硬件采用的CPU（NEON）、GPU、NPU算法加速技術(shù)，有效降低了平臺(tái)的計(jì)算壓力，目前已能夠在幾美金的計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行建圖、導(dǎo)航、避障等任務(wù)邏輯。

在實(shí)際運(yùn)行中，基于INDEMIND研發(fā)訓(xùn)練的物體識(shí)別卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，可以準(zhǔn)確識(shí)別家用場景中的低矮障礙物（例如：動(dòng)物糞便、拖鞋、鑰匙串、線材、地插等）、透明玻璃容器類障礙物、動(dòng)態(tài)障礙物（人、寵物）等等，避免掃地機(jī)拖行障礙物或障礙物致使機(jī)器人被困。同時(shí)智能避障可結(jié)合物體識(shí)別信息根據(jù)物體分類進(jìn)行避障，可以有效避開動(dòng)物糞便、拖鞋等特定障礙物，識(shí)別策略可配置，目前精度可達(dá)1%，最小尺寸1cm。

INDEMIND家用機(jī)器人AI Kit【低矮障礙物避障】

INDEMIND家用機(jī)器人AI Kit【透明物體避障】

為了應(yīng)對光線適應(yīng)問題，INDEMIND開發(fā)了一套系統(tǒng)化環(huán)境補(bǔ)光策略，包含主動(dòng)式環(huán)境補(bǔ)光配置和光照變化條件下的建圖策略，在實(shí)際表現(xiàn)中，面對強(qiáng)光直射、無光源、昏暗等特殊光照環(huán)境均能無差異工作，滿足全天候作業(yè)要求。

INDEMIND家用機(jī)器人AI Kit【黑暗環(huán)境避障】

此外，作為一款A(yù)LL IN ONE的機(jī)器人解決方案，「家用機(jī)器人AI Kit」可實(shí)現(xiàn)家用機(jī)器人導(dǎo)航定位、智能避障、路徑規(guī)劃、決策交互等各種核心功能的同時(shí)，在智能化方面也具有獨(dú)有優(yōu)勢?；诹Ⅲw視覺技術(shù)構(gòu)建的高精度三維語義地圖能使機(jī)器人在語義層次上理解環(huán)境信息，結(jié)合決策交互引擎技術(shù)，機(jī)器人能夠模仿人類大腦對環(huán)境理解的方式，進(jìn)行策略處理，顯著提升機(jī)器人的“智商”水平，如在交互表現(xiàn)上，可通過語音、手勢、動(dòng)作等自然語言指令，命令機(jī)器人進(jìn)行安全、搜尋、跟隨、自主尋路、定向清掃等多種智能邏輯。以定向清掃為例，發(fā)布語音命令:“清掃一下臥室”可被識(shí)別為針對地圖上識(shí)別到的臥室區(qū)域進(jìn)行一次規(guī)劃清掃。目前，INDEMIND已和國內(nèi)多家掃地機(jī)器人廠商達(dá)成合作。

方寸之間，騰轉(zhuǎn)自如，對于掃地機(jī)器人而言，已不再是幻想。

審核編輯 黃宇