Robot vákuum navigáció összehasonlítás: Lidar vs. kamera

Üdvözlet az oldal minden olvasójának robovac.washerhouse.comEbben a cikkben összehasonlítjuk a robotporszívós navigáció két legpontosabb típusát: a lidar alapút és a kamera alapút. Ez a navigációtípus jellemzően a közép- és prémium árkategóriás modellekben található meg. Ez maguknak az érzékelőknek a magas költségének köszönhető. Egyes márkák kizárólag kamerákat használnak a zászlóshajó modelljeikben, míg mások kizárólag lidart. Most összehasonlítjuk ezt a kettőt a csúcskategóriás modellek navigációs rendszereinek tesztelésével. iRobot Roomba i7+ És Roborock S5 MaxSzóval, találjuk ki, melyik a jobb: lidar vagy kamera navigációhoz.

Röviden a navigációról

Először röviden tekintsük át, hogy mi is az a lidar és kamera alapú precíziós navigáció, és milyen tulajdonságokkal rendelkezik ez a két rendszer.

A robotporszívókban található lidar a ház tetejére van szerelve. Ez egyfajta "torony", amelyben egy forgó lézeres távolságmérő található, más néven LDS-érzékelő.

Ez a lézeres távolságmérő nagy sebességgel 360 fokban forog, pásztázza a körülötte lévő tárgyakat, kiszámítja a távolságukat, és pontos térképet készít a helyiségről.

A lidar előnyei közé tartozik az azonos navigációs pontosság bármilyen fényviszonyok mellett, azaz nappal és éjszaka is. Továbbá a lézeres szkennelési technológia pontosabb. A hátrányok közé tartozik a forgó mechanizmus miatti gyakoribb lidar-meghibásodás, valamint a fényvisszaverő felületek szkennelésével kapcsolatos problémák. Ilyenek lehetnek például a szobában lévő tükrös szekrényajtók vagy a krómozott széklábak. Továbbá leggyakrabban robotporszívók lidarral A tetejükön lévő torony miatt elérik a 10 cm-es magasságot, ezért a robotok bútorok alatti manőverezhetősége gyengébb, mint a lapos modelleké.

A kamera viszont egy vizuális navigációs rendszer. A szoba térképét a kamerából származó képek leolvasásával és feldolgozásával készítik el. A rendszer beolvassa a mennyezetet, több képet készít, és ezeket az adatokat felhasználva elkészíti a szobák alaprajzát.

A kamera alapú navigáció megbízhatóbb a kamera tartóssága szempontjából, és valamivel olcsóbb. Továbbá a kamera nem növeli a robotporszívó magasságát; egyes modellek csak 7-8 cm magasak, így a robot alacsony bútorok alatt is el tud navigálni.

A vizuális navigáció hátrányai: gyenge fényviszonyok mellett vagy félhomályos területeken a kamera egyszerűen „vak”. Továbbá a vizuális navigáció pontossága mindig elmarad a lézerszkennelésétől, különösen akkor, ha a mennyezetről hiányoznak a robot számára kulcsfontosságú vizuális jelzések.

Következőként összehasonlítjuk a lidar és a kamera technológiát azonos valós körülmények között, hogy lássuk, melyik navigációs típus segíti a robotporszívók jobb teljesítményét.

1. összehasonlítás – Bevezető meghajtás

A robotok navigációjának lehető legobjektívebb tesztelése érdekében számos akadályt hoztunk létre a teszthelyiségben, nevezetesen:

1. Beszereltünk egy tükrös szekrényajtót.
2. Létrehoztunk egy sötétített területet a fal és a kanapé között.
3. Elhelyeztünk egy széket, gyerekjátékokat és egy dobozt, hogy akadályként szolgáljanak a robotok útjában. Súlyt is adtunk a dobozhoz, hogy megakadályozzuk az elmozdulását még akkor sem, ha a robot finoman megérinti.

Maga a teszt a videóban látható, ajánljuk a megtekintését:

Ennek eredményeként kiderült, hogy:

1. Az iRobot Roomba i7+ kissé megmozdította az útjába kerülő tárgyakat, csak az egyik székláb körül takarított, és gyakorlatilag a teljes hozzáférhető területet lefedte, egyes területeken kétszer is. A robotnak valamivel több mint 10 percre volt szüksége a bevezető próbához. Ezúttal a robot gond nélkül navigált a fal és a kanapé közötti sötét területen, de az egyik teszt során kissé összezavarodott a sötétben.
2. A lidar alapú navigációval rendelkező Roborock S5 Max sokkal kíméletesebb a tárgyakkal, mivel csak egyetlen játékot ütött el. Emellett minden széklábat megkerült, és kétszer is befedte a teljes hozzáférhető területet, zónákra osztva a szobát. A sötétben nem volt gondja a navigációval, de a robotporszívó a tükrös ajtót a szoba kiterjesztéseként azonosította, amelyhez nem tudott hozzáférni. Ez azonban nem befolyásolta a teljes hozzáférhető terület takarítási teljesítményét; egyszerűen csak egy nem létező részt hozott létre a térképen. A robot nem magát a tükröt ütötte el, és megpróbált átnavigálni rajta. A bevezető út 19 percig tartott, de a robot pontosabb térképet készített.

2. összehasonlítás – Mozgás mentett térképpel

Most nézzük meg, hogyan változik a robotok mozgási algoritmusa, miután elkészítették a szoba térképét és elmentették a memóriájukba. Lehetőséget adtunk arra is, hogy tiltott zónákat lehessen beállítani a térképen; egyszerre egy zónát adunk hozzá, és teszteljük, hogyan reagálnak rájuk a robotok. Minden világosan látható a fenti videóban.

Az iRobot Roomba i7+ kígyózónaként takarít zónáról zónára. A széklábak körül nem takarított, a sötét területen nem volt navigációs problémája, és felismerte a tiltott zónát anélkül, hogy belépett volna oda. Egyetlen takarítás körülbelül 12 percig tartott.

Ami a Roborock S5 Max-ot illeti, a mozgási algoritmus megváltozott. A robot először a teljes hozzáférhető területet körbejárta a kerület mentén, majd egyetlen, kígyózó mozdulattal megkezdte a takarítást. A székek lábai körül is megtisztította, alig érintve az akadályokat, és elkerülve a korlátozott területet.

Egy másik megfigyelés: az iRobot Roomba i7+ csak egyirányú áthaladást végzett a kanapé mögött, míg a Roborock S5 Max kétszer is áthaladt oda-vissza ugyanazon a területen belül, ami azt jelenti, hogy a keskenyebb területet alaposabban megtisztította. Ezután a robot még egyszer áthaladt a teljes területen, majd visszatért a bázisára. Ez valamivel több mint 18 percet vett igénybe, de ismét egy nagyobb területet fedett le.

3. összehasonlítás – Tájékozódás többhelyiséges térben

Végül pedig szeretném összehasonlítani, hogyan térképezik fel a lidar és a kamera alapú robotporszívók az egész házat, és mennyi időbe telik kitakarítaniuk ezt a területet. Esetünkben ez öt szobát jelent, összesen körülbelül 40 négyzetméternyi területet. A tényleges takarítható terület körülbelül 35 négyzetméter.

Az iRobot kamerája 27 négyzetméteres felületet számolt ki, bár a tényleges terület körülbelül 35 négyzetméter. A számítás pontossága azonban magas, és a geometria megfelel a tényleges otthoni környezetnek. A robot egyetlen menetben, körülbelül 50-55 perc alatt tisztítja meg ezt a területet, megállva az optikai érzékelője által érzékelt különösen szennyezett területeken.

A Roborock lidarja ugyanolyan geometriájú szobát hozott létre, de pontosabban számolta ki a területet, 34 négyzetméterre, ami majdnem megegyezik a tényleges területtel. Továbbá mindössze 31 percre volt szüksége a teljes terület megtisztításához, ami jelentősen gyorsabb.

Végső soron a lidar pontosabb térképet készít, és lehetővé teszi a teljes hozzáférhető terület gyorsabb bejárását, ha több helyiségről van szó. Továbbá, esetünkben a lidarral felszerelt robot alaposabban bejárta a problémás területeket, például a széklábak közötti területet és a kanapé mögötti keskeny, sötét teret. A lidarral felszerelt robotok lágyabban érintkeznek a tárgyakkal, így ritkábban ütődnek a lökhárítójukhoz.

Egyébként fontos megjegyezni, hogy több menet után robot kamerával, különösen, ha a nap különböző időpontjaiban, változó megvilágítás mellett kapcsolja be a robotot, a robot navigációs mintája automatikusan kialakul, és még éjszaka is képes lesz a teljes rendelkezésre álló területet lefedni anélkül, hogy tisztítatlan területeket hagyna maga után. Így az iRobot Roomba i7+ csak tesztvezetés közben tapasztalhat navigációs problémákat a rosszul megvilágított helyeken. Ez a probléma később megoldódik.

Foglaljuk össze

Összefoglalásként emeljük ki a lidar és kamera alapú precíz navigációval rendelkező robotporszívók tulajdonságait.

Mindenesetre mindkét navigációs típus lehetővé teszi a helyiség pontos feltérképezését és maximalizálja a robotporszívózás hatékonyságát. Az összehasonlított robotok több takarítási térképet is képesek tárolni a memóriájukban, ami kétszintes házak esetén hasznos. Támogatják a töltés utáni takarítást, a helyiségek zónázását az ütemezett helyiségenkénti takarításhoz, valamint a tiltott és takarítási zónák beállítását a térképen.

Ugyanakkor a lidar pontosabb térképet készít, így gyorsabban tisztít és minimális kihagyott területet hagy maga után. Amint látható, tükörrel való munka esetén nincs kritikus probléma. Mindenesetre vannak módok a pontatlan térképezés elkerülésére, például egy védőfólia felvitele a tükörre a lidar szintjén, hogy megakadályozza az érzékelő láthatatlan infravörös sugarainak visszaverődését.

Ami a lézeres távolságmérő tartósságát illeti, a kiváló minőségű robotok, mint például a Roborock, megbízható lidarral vannak felszerelve, így sokáig kitartanak. Azonban senki sem vállal felelősséget az ismeretlen kínai robotokért, és ezekben az esetekben fennáll annak a lehetősége, hogy a navigációs rendszer hamarabb meghibásodik. És ne feledkezzünk meg a magasságról sem; vékony, lidarral ellátott robotok nem kaphatók, így ez valószínűleg az egyetlen jelentős hátrány.

A kamera térképezési pontossága kissé gyengébb, különösen a 100 négyzetméteres vagy annál nagyobb területeken. Ezek a robotok általában lassabban is takarítanak. A kamera azonban kisebb valószínűséggel hibásodik meg, és nem zavarja a robot magasságát. Gyenge fényviszonyok mellett tájékozódási problémák merülhetnek fel akár egy ismerkedőút során, akár olyan modelleknél, ahol a kamera inkább egy bábu, mint egy valódi navigációs eszköz.

Szóval, azt mondanám, hogy a lidarral felszerelt robotporszívók jobbak a navigációban, de nem annyira, hogy ne kellene megfontolnom a kamerás modelleket. Ez teljesen egyéni, és nagyban függ a választott robotporszívótól.

Mindenesetre 2020-ban a legjobb navigációs rendszer egy kombinált lidar és kamerarendszer. A lidar és a lidar + kamera rendszerek összehasonlítását megtekintheti videónkban:

Ennyi tőlem. Jó vásárlást mindenkinek!