受益于互聯(lián)網及科技的高速發(fā)展，掃地機器人早就不是什么新鮮產物，越來越多的家庭也開始使用掃地機器人。隨著各大電商開始進行各類購物節(jié)預熱，不少家庭也將掃地機放進購物車當中，那么什么樣的掃地機器人才更好用，本篇文章帶你從技術原理上解析，為什么買掃地機一定要買帶激光雷達的。

最早的掃地機器人被人們詼諧的稱之為“人工智障”，掃地機在工作時總是橫沖直撞上，不少人覺得還不如不用。這是因為，早期掃地機通過隨機碰撞來改變方向的，清掃起來基本沒有任何規(guī)劃。這種應用方案，實現(xiàn)起來簡單、成本低，但清掃效果差，漏掃、費時間，體驗極差。

隨著深度學習、機器視覺等人工智能技術的不斷發(fā)展和進步，掃地機器人產品的迭代速度有目共睹，逐漸由早期的機械式向如今的智能方向演進。第二代的規(guī)劃式清掃機器人正式登場，比起隨機清掃，第二代在掃地機器人的行走路線算法上做了大幅優(yōu)化，并配備了諸如陀螺儀等傳感器，幫助掃地機器人以相對規(guī)整及高效的路線進行清掃，但是依然存在漏掃、被家具卡住等問題。

這就是為什么買掃地機一定要買帶激光雷達的。激光SLAM能測量周圍障礙點的角度和距離等信息，其特點是快、準、小，就是采集速度快、測量精準、計算量小。

SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）的含義是即時定位與地圖構建，指的是機器人在自身位置不確定的條件下，在完全未知環(huán)境中創(chuàng)建地圖，同時利用地圖進行自主定位和導航。也就是說，掃地機器人需要在未知環(huán)境中從一個未知的位置開始移動，在移動過程中根據(jù)位置估計和傳感器數(shù)據(jù)進行自身定位，同時建造增量式地圖。

激光導航的掃地機器人通過SLAM激光雷達掃描來判斷自己的位置，定位精度高，即使是無光環(huán)境也能精準定位，SLAM技術的出現(xiàn)實現(xiàn)了家用服務機器人從“智障”到“智能”的飛躍，讓機器人在不同的環(huán)境中能夠自主規(guī)劃移動路線成為可能，跨越了掃地機的隨機式掃蕩方式。

其中主要的應用原理如下：

 LDS（三角法）激光雷達

通過頂部的傳感器360°旋轉，發(fā)射激光，再經過物體的反射，以確定被測物體與機器的距離，屬于三角測距的一種方式。其具體成像原理如下：

q指的是掃地機距離障礙物的實際距離，d是激光頭發(fā)射到障礙物的距離，s是激光頭和鏡頭的距離，f是鏡頭焦距，β是個固定的角度值，x與s成比例。

該方案缺點是無法探測到落地窗、落地鏡、花瓶等高反射率物體，優(yōu)勢在于激光雷達導航技術更加成熟，性價比優(yōu)勢明顯。目前主要使用的激光為780nm激光，代表掃地機廠商石頭、美的等機型。

針對該測量方案，華光光電對應的激光器為790TO5.6-ZSP-10mW激光器，具體性能如下：

790nm為代表的山東華光光電小功率半導體激光器產品，芯片自主研發(fā)，可在下至-40℃、上至85℃的苛刻環(huán)境下穩(wěn)定工作，高穩(wěn)定性、高可靠性、高光電轉換效率等性能優(yōu)勢成為掃地機激光建圖的第一國產器件選擇。

TOF法激光雷達：

TOF 是指光的飛行時間，原理是把激光進行調制，射出去后計算空中飛行的時間進而再得出這個距離。就是其由一組人眼看不到的紅外光（一般為905nm激光脈沖）向外發(fā)射，遇到物體后再反射到攝像頭結束，計算從發(fā)射到反射回攝像頭的時間差或相位差，得到一個立體 3D 模型的成像技術。

該方案的優(yōu)點是功耗低，抗干擾能力強，探測距離遠，精度高，但是工藝太復雜，成本較高。目前主要使用的激光為905nm脈沖激光，代表掃地機廠商科沃斯。

針對該測量方案，華光光電對應的激光器905nm-15W激光二極管，占空比0.1%，脈寬100nS下具體參數(shù)如下

華光光電的905nm產品芯片自主研發(fā)，其優(yōu)越的穩(wěn)定性、高可靠性逐步成為國產905激光器的標桿產品。其封裝自動化保證了產品供應的及時性和性能的一致性，利于客戶規(guī)模化、集成化生產。