掃地機器人技術(shù)創(chuàng)新,利用AI技術(shù)可自主識別障礙物

時間:2020-07-16

來源:中國傳動網(wǎng)

導(dǎo)語:近幾年,隨著產(chǎn)品的迭代和智能化技術(shù)的升級,掃地機器人除滿足簡單的吸塵、清掃之外,還具備按照區(qū)域劃分清掃,與其他不同品牌家電聯(lián)動等功能,為用戶提供更人性化、智能化的服務(wù)。當(dāng)下,巨大的市場潛力已成為智能掃地機器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的一大引擎。

  近幾年,隨著產(chǎn)品迭代和智能化技術(shù)升級,各種服務(wù)機器人進入了人們的生活,服務(wù)機器人中的掃地機器人除滿足簡單的吸塵、清掃之外,開始向用戶提供更人性化、智能化的服務(wù)邁進。今年以來,各大廠商在掃地機器人領(lǐng)域的競爭也更加激烈,iRobot、科沃斯(603486,SH)、石頭科技、戴森等企業(yè)先后發(fā)布新品。

  掃地機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

  一方面,從隨機清掃發(fā)展到陀螺儀導(dǎo)航再發(fā)展到激光SLAM,掃地機器人發(fā)展的短短時間當(dāng)中就已經(jīng)進行了多次的技術(shù)升級。然而,隨著激光導(dǎo)航技術(shù)的業(yè)已成熟,同質(zhì)化時代無可避免的來臨,產(chǎn)品之間的差異化越來越小。

  另一方面,目前,AI領(lǐng)域的許多研究集中于從視覺系統(tǒng)中分析圖像的能力,如面部識別、虹膜和手勢監(jiān)控、對象和自由空間檢測、行為識別等,并在過去幾年中于智能家居領(lǐng)域收獲了較大成功。

  據(jù)市場研究公司Yole預(yù)測,到2025年,AI市場將以50%的年復(fù)合增長率(CAGR)增長,收入主要集中在使用智能視覺技術(shù)上。而從掃地機器人掃地機器人逐漸轉(zhuǎn)向“視覺導(dǎo)航”、“自我感知”、“主動服務(wù)”的新方向來看,AI領(lǐng)域的發(fā)展成果現(xiàn)在便已經(jīng)出現(xiàn)端倪。

  前些時間發(fā)布的石頭T7Pro讓智能視覺技術(shù)加持在了傳統(tǒng)的激光SLAM機器人上,當(dāng)然,其SLAM部分仍然是由激光承擔(dān),視頻功能用以AI識別。

  視覺識別系統(tǒng)通常來說可以包括一個或兩個攝像頭。單一的照片只具有二維信息,猶如2D電影,并無直接的空間感,只有靠我們自己依靠“物體遮擋、近大遠小”等生活經(jīng)驗?zāi)X補,故單一的攝像頭獲取到的信息及其有限,并不能直接得到我們想要的效果。

  類比到機器視覺中,單個攝像頭的圖片信息無法獲取到場景中每個物體與鏡頭的距離關(guān)系,即缺少第三個維度。

  雙目技術(shù)原理

  單一的圖片具有很強的迷惑性和不確定性,尤其是現(xiàn)實生活中的場景極度復(fù)雜,單個攝像頭發(fā)生視覺誤算的概率非常大,可能會計算錯物體的實際距離。所以這便需要掃地機器人從單個攝像頭升級到兩個攝像頭,即立體視覺,直接提供第三個維度的信息,也就是景深信息。

  對單目來說,要想獲得距離信息,必須先識別目標(biāo):單目測距和3D估計靠的是檢測目標(biāo)的Bounding Box(BB),對于未識別的物體,該系統(tǒng)就無法估計其距離,比如如果閉著一只眼睛,對于不認識的的東西是沒辦法估計其大小和距離的。

  很多傳統(tǒng)的激光SLAM掃地機器人主要判定障礙物的方式還都是通過紅外或超聲波掃描傳感器,可以識別比較大的障礙物,但并不知道障礙物是什么,這就出現(xiàn)了一個問題——什么障礙物需要躲避,什么障礙物可以越過無法判斷。

  而石頭掃地機器人T7Pro可以通過前置的AI雙攝,利用視覺識別技術(shù),可以像人眼睛樣識別障礙物。通過以上實測可以看到石頭掃地機器人T7Pro真的認出了“粑粑”,遠遠地繞行避開。

  對于其它常見的雜物,石頭掃地機器人T7Pro也已經(jīng)具備一定的識別能力,并且對不同障礙物采用不同的避障策略,評估避讓距離,以兼顧清掃覆蓋度和避障成功率:普通障礙物<鞋類/體重秤/吧臺椅底座/風(fēng)扇底座<插線板<一團電源線<粑粑(避障距離越來越大)。

  而且,石頭掃地機器人T7Pro的視覺AI識別功能是支持全天候使用的,一旦遇到了光線昏暗的床下、桌下,以及沒有開燈的房間,其依然能夠正常使用,并且不會使用可見光打擾用戶。

  根據(jù)我們的了解,石頭掃地機器人T7Pro攝像頭內(nèi)部的IR-cutfilter換成了RGB+IR雙通的濾波片,白天強光下,紅外補光燈不打開,攝像頭內(nèi)部的Sensor主要接收可見光;夜晚暗光下,紅外補光燈自動打開,攝像頭內(nèi)部的Sensor主要接收紅外光。這里我們實測了一下,石頭掃地機器人T7Pro在暗光環(huán)境當(dāng)中其也能正常識別地板上凌亂的插線板。

  紅外補光,夜間AI識別

  通過智能視覺技術(shù)的加持,石頭掃地機器人T7Pro脫離了傳統(tǒng)激光SLAM機器人的范疇,解決了掃地機常常身陷卡困、誤踩“雷區(qū)”的痛點,真正有了一雙“眼睛”,同時紅外攝像的加入讓其能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的工作,是其對掃地機器人產(chǎn)品及其形態(tài)的一個大膽嘗試。

  掃地機器人行業(yè)迎來最佳配置時機

  掃地機器人行業(yè)經(jīng)歷2019年谷底(貿(mào)易摩擦、消費乏力)之后,近期國內(nèi)、海外方面都在回暖趨勢中,國內(nèi)來看,618行業(yè)掃地機器人銷售火爆,科沃斯在天貓銷售額過億,添可洗地機成為行業(yè)第一,石頭掃地機器人在京東銷售額環(huán)比5月增長了400%,皆有向上的趨勢。海外來看,irobot股價明顯上漲,根據(jù)了解,海外需求已經(jīng)逐步恢復(fù),疫情影響逐步減弱,以未來2-3年為維度,我們認為國內(nèi)、海外需求將重回增長,今年科沃斯T8、石頭T7等新產(chǎn)品進行了大幅的技術(shù)創(chuàng)新,結(jié)合視覺等傳感器以及算法優(yōu)化,在避障、擦地等功能上有明顯進步,有望形成較強的口碑效應(yīng),將引起行業(yè)滲透率的進一步提升,行業(yè)滲透率僅為5%左右,未來潛力較大。結(jié)合掃地機器人行業(yè)龍頭公司股價處于底部區(qū)間,我們看好掃地機器人后續(xù)發(fā)展,目前處于戰(zhàn)略配置最佳時機。

  近幾年,隨著產(chǎn)品的迭代和智能化技術(shù)的升級,掃地機器人除滿足簡單的吸塵、清掃之外,還具備按照區(qū)域劃分清掃,與其他不同品牌家電聯(lián)動等功能,為用戶提供更人性化、智能化的服務(wù)。當(dāng)下,巨大的市場潛力已成為智能掃地機器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的一大引擎。

  服務(wù)機器人的價值除替代人和協(xié)助人完成工作,還可在未來與其他終端設(shè)備互聯(lián)互通,實現(xiàn)數(shù)字化。以人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的技術(shù)將帶動服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)向智能化、創(chuàng)新化、數(shù)字化方向迅速邁進。機器人未來有望成為場景數(shù)據(jù)的入口和連接者,成為實現(xiàn)全場景數(shù)字化和云邊端協(xié)同一體化的重要環(huán)節(jié)。

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