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解決了清潔問題之後,掃地機器人拼什麼?

2021-01-15 16:16:19 家居 16人瀏覽
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另外,中國家用電器研究院指導、全國家用電器工業信息中心發布的《2020年中國家電行業半年度報告》顯示,2020年上半年國內家電市場中,包括掃地機器人在內的吸塵器品類零售額同比增長了14.7%,增速領跑其他家電行業。前瞻產業研究院也預估,在2024年,掃地機器人市場銷量會達到724萬台,銷售額與計劃會達到129億元,成為百億級大市場。

在京東等電商平台,搜索「掃地機器人」已經有3萬多條結果,價格也大多集中在兩三千元。默認排序下來,頭部的科沃斯、石頭等品牌都是十幾萬的評論(僅京東平台的某一款機型),這些頭部品牌的好評也大多在97%以上。

種種跡象表明,已經有越來越多的家庭開始購買掃地機器人,也正是因為它可以很大程度上代替人們的手工勞動,也讓家庭的幸福指數提升滿滿。

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據華泰證券研究所數據顯示,樂觀估計到2030年,掃地機器人的家庭滲透率將會達到70%,每年將會有30%的市場增幅。

而廠商之間的競爭也越來越激烈,掃地機器人品牌眾多,已經進入了創新爆發期,像是清掃能力(吸力、塵盒設計等)、功能(掃、拖、回充等)和操作便捷性已經沒有太大的成長空間了,行業內近年來的研發重心,已經放在了如何徹底實現自動化清掃,其中一個就是如何避免掃地機器人在複雜的家庭環境中被卡住,讓掃地機可以更智能地完成清掃。

所以,掃地機行業的研發重心,已經不僅僅是基礎的掃拖功能了,因為要體現智能化,「避障」這一重要功能點就顯得更加重要了。


01

從隨機碰撞到雷射雷達


在聊避障之前,我們先來回顧一下傳統掃地機器人是怎麼工作的。

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從1996年的第一台伊萊克斯「三葉蟲」掃地機器人開始,隨後的行業領軍企業iRobot以及其他品牌,絕大多數都是依靠隨機碰撞+超聲波+紅外探測來實現避障,只是技術規格稍有不同。在2015年,全局規劃技術的加入,讓掃地機器人可以更好地規劃路線,更高效地進行清掃,也正是這個時期,掃地機器人開始越發火爆。

而現在,掃地機器人廠商也發揮各自的優勢,拿出了不同的避障方案,就拿排名靠前的幾款新品來說,雲鯨使用了LDS雷射雷達導航技術,科沃斯T8AIVI是LDS+單目視覺,石頭T7 Pro則是LDS+AI雙目視覺方案,另外還有一些兼用陀螺儀計算坐標軸的方案。顯然,在導航這件事上,掃地機已經脫離了靠隨機碰撞「瞎矇」的階段,進入了「可視」的階段。

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像是陀螺儀這種規劃路線的方案大家都有,就不多說了。LDS雷射雷達導航則是存在於中高端產品的標配,各家掃地機器人在產品端可能會有一些細微區別,但這類技術的原理比較接近:首先通過雷射360°掃描室內空間,獲取環境信息,因為雷射掃描快速、準確的特性,這也是大多數掃地機器人廠商選擇這種方案的原因。

在掃描完成後,掃地機器人就可以通過內置的算法繪製地圖,這其中的算法就是體現差異的地方了。

以石頭掃地機器人為例,自石頭科技首款掃地機器人上線以來,通過大量用戶和員工的內測反饋,已經經歷了上百次的OTA升級。而最新的石頭掃地機器人T7系列,搭載了全新的RR MasonTM 7.0系統算法,可以有效減少重複軌跡,提高運行效率,讓掃地機器人可以更聰明地選擇最優路徑。



在我們此前的評測中也可以看到,打掃路徑幾乎沒有重複,整個過程都沒有出現原地打轉或者是被困住的情況。而且在效率上,每平米耗時不到一分鐘,即高效,又省心。


02

「看得見」才是真「聰明」


如果僅僅是這樣,還不足以叫做智能。

石頭T7的強項,就是可以在獲取這個數字地圖之後,進行一些自定義的設置,比如先用小水量+安靜模式打掃相對比較乾淨的臥室,再用中水量和強力模式打掃客廳,最後進入廚房,使用大水量和Max模式進行清潔。又或者是將家裡嬰兒的爬爬墊設置為禁區,再指定某一塊區域重點打掃……

而要主動避障,還是要看石頭T7Pro,在這款掃地機上,使用了LDS雷射雷達導航+AI雙目視覺方案。因為家裡的情況是不可能一成不變的,而這個AI雙目視覺,在繪製數字地圖的基礎上,可以通過「眼睛」直接看到前方的障礙,從而進行規避。

那麼,同樣是給掃地機器人裝上眼睛,單目視覺(比如前面提到的科沃斯T8 AIVI)和雙目視覺有什麼區別呢?



從本質上來看,和人眼一樣,單目視覺本質上其實是2D的,也就是說,掃地機器人看到的畫面是沒有距離(深度)感知的,因為近大遠小的邏輯,甚至連障礙物的大小都不太容易判斷。而雙目視覺自然就可以通過兩隻「眼睛」看到的畫面對物體進行標定,通過極線約束原理(你可以不用理解這個東西),再結合自身算法計算出物體的深度信息,自然可以判斷得更準確。

不只是這兩隻眼睛,在石頭T7Pro上,還輔以其他多個傳感器,將這些數據相結合,通過融合算法來提升傳感器數據的精度,儘可能地減少誤差。



而在實際使用中,這套避障系統可以在正常導航過程中,實時分析行進路線中的障礙,像是家裡隨處可見的拖鞋、電線(包括排插)、桌椅,甚至可能是寵物排泄物等,都可以準確分析出障礙物的大小、距離等,並且通過機器學習以及神經網絡的AI物體識別技術,只要是高度大於3cm,寬度大於5cm的物體,都可以被識別到。再結合紅外補光燈,在黑暗中也能安全避障。


03

算法融合才是未來的核心競爭點


顯然,這種能「看見」運行軌跡的清掃方式肯定要比隨機碰撞以及單純依靠雷射雷達導航要更合理。也更像是真人自己在進行清掃,結合石頭科技的核心算法,也只有模仿人類,精確識別出物體,從而判斷什麼物體該掃,什麼物體不用掃,才能更好地代替人類的工作。

而這一點,是靠掃地機器人的「視覺」以及強大的後期算法才能實現的。掃地機器人的研發,可以說是懶人經濟的產物,但是現在不少的掃地機器人還是需要人為干涉,卡在各種地方需要用戶幫忙脫困就不說了,相信大家在網上還見過不少家有寵物的用戶分享掃地機「攤煎餅」的故事吧,想想就覺得可怕。而支持視覺導航技術,並且融合多種傳感器和導航模式才是未來掃地機器人的發展方向,只有這樣的產品,才能真正稱作智能化的掃地機器人。



這就要求相關企業具有強大的研發團隊,比如我們前面提到的石頭科技,其創始團隊大多數來自微軟、華為、騰訊等高級職位,有著相關軟硬體研發、設計的紮實行業經驗。另外,石頭科技在研發中投入是非常大的。據公開數據顯示,目前公司研發人員占比近60%,遠超同行平均水平,在剛剛過去的2020年前3季度,石頭科技在研發上投入的費用達到了1.7億元人民幣,主要都花在了新技術和新產品的研發上,相比去年同期增長率達36.55%。

而從電商平台公布的數據來看,因為疫情等因素影響,掃地機器人行業銷量比較平緩,但是到了2020年第三季度,石頭科技旗下產品因為過硬的產品力,增速有了顯著提升。



正如前面提到的,現今社會越發向懶人經濟靠攏,因為消費升級,未來掃地機器人這個行業是充滿前景的,滲透率還會有顯著提升。在這樣的大環境下,人們對這類產品肯定會越發關注,廠商之間的競爭也會越發激烈。在積累了多年之後,石頭科技的算法和數據已經有了深厚的沉澱,在LDS雷射導航技術越發成熟的今天,憑藉著AI雙目視覺等先進方案以及算法和多年積累的數據,石頭科技將成為行業領軍者,贏得未來。

相信在不久的將來,掃地機器人行業還會帶給我們更多的驚喜,到那時候,我們才可以徹底解放雙手,全權交給這些智能設備,舒舒服服的當一個懶人。

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