Roboto vakuuminės navigacijos palyginimas: Lidaras ir kamera

Sveikinimai visiems svetainės skaitytojams robovac.washerhouse.comŠiame straipsnyje palyginsime du tiksliausius robotinės vakuuminės navigacijos tipus: lidaro ir kameros pagrindu. Šis navigacijos tipas paprastai randamas vidutinės ir aukščiausios klasės modeliuose. Taip yra dėl didelės pačių jutiklių kainos. Kai kurie prekių ženklai savo flagmaniniuose modeliuose naudoja tik kameras, o kiti – tik lidarą. Dabar palyginsime šiuos du tipus, išbandydami aukščiausios klasės modelių navigacijos sistemas. „iRobot Roomba i7+“ Ir Roborock S5 MaxTaigi, išsiaiškinkime, kas yra geriau: lidaras ar kamera navigacijai.

Trumpai apie navigaciją

Pirmiausia trumpai apžvelkime, kas yra tiksli navigacija, pagrįsta lidaru ir kamera, ir kokias savybes turi šios dvi sistemos.

Robotinių dulkių siurblių lidaras yra sumontuotas korpuso viršuje. Tai savotiškas „bokštelis“ su viduje esančiu besisukančiu lazeriniu atstumo ieškikliu, dar vadinamu LDS jutikliu.

Šis lazerinis atstumo ieškiklis dideliu greičiu sukasi 360 laipsnių kampu, nuskaito aplinkinius objektus, apskaičiuoja atstumus iki jų ir sukuria tikslų kambario žemėlapį.

Lidaro privalumai apima vienodą navigacijos tikslumą esant bet kokiam apšvietimo lygiui, t. y. tiek dieną, tiek naktį. Be to, lazerinio skenavimo technologija yra tikslesnė. Trūkumai apima dažnesnius lidaro gedimus dėl besisukančio mechanizmo, taip pat problemas skenuojant atspindinčius paviršius. Tai gali būti veidrodinės spintelių durys kambaryje arba chromuotos kėdžių kojos. Be to, dažniausiai... robotiniai dulkių siurbliai su lidaru Dėl bokštelio viršuje jie pasiekia 10 cm aukštį, todėl robotų manevringumas po baldais yra prastesnis nei plokščių modelių.

Kamera, savo ruožtu, yra vizualinė navigacijos sistema. Kambario žemėlapis sudaromas nuskaitant ir apdorojant kameros vaizdus. Ji nuskaito lubas, padaro daug vaizdų ir, naudodama šiuos duomenis, sukuria kambarių planą.

Kamera pagrįsta navigacija yra patikimesnė, jos patvarumas didesnis, o kaina šiek tiek mažesnė. Be to, kamera nepadidina roboto dulkių siurblio aukščio; kai kurie modeliai yra tik 7–8 cm aukščio, todėl robotas gali orientuotis po žemais baldais.

Vizualinės navigacijos trūkumai: esant silpnam apšvietimui arba blankiai apšviestose vietose kamera tiesiog „apsnūsta“. Be to, vizualinės navigacijos tikslumas visada yra prastesnis nei lazerinio skenavimo, ypač jei lubose trūksta pagrindinių vizualinių užuominų, kuriomis robotas galėtų naudotis.

Toliau palyginsime lidaro ir kameros technologijas identiškomis realiomis sąlygomis, kad pamatytume, kuris navigacijos tipas padeda robotiniams dulkių siurbliams veikti geriau.

1 palyginimas – įvadinis važiavimas

Siekdami kuo objektyviau patikrinti robotų navigaciją, bandymų patalpoje sukūrėme keletą kliūčių, būtent:

1. Įrengėme spintos duris su veidrodžiu.
2. Tarp sienos ir sofos sukūrėme tamsintą erdvę.
3. Kėdę, vaikų žaislus ir dėžę pastatėme kaip kliūtis robotų kelyje. Taip pat prie dėžės pridėjome svorį, kad ji nejudėtų net ir lengvai robotui ją palietus.

Pats testas parodytas vaizdo įraše, rekomenduojame jį pažiūrėti:

Dėl to paaiškėjo, kad:

1. „iRobot Roomba i7+“ šiek tiek pajudino visus savo kelyje pasitaikiusius objektus, valydamas tik aplink vieną kėdės koją, ir iš esmės apvalė visą prieinamą plotą, kai kuriose vietose net du kartus. Robotas savo įvadinį darbą atliko kiek daugiau nei per 10 minučių. Šį kartą robotas be problemų įveikė tamsią erdvę tarp sienos ir sofos, tačiau vieno bandymo metu tamsoje jis šiek tiek pasimetė.
2. „Roborock S5 Max“ su lidaro pagrindu veikiančia navigacija yra daug švelnesnis objektams, atsitrenkdamas tik į vieną žaislą. Jis taip pat apskriejo kiekvieną kėdės koją ir du kartus apvalė visą prieinamą plotą, padalijęs kambarį į zonas. Tamsoje jam nekilo problemų naršant, tačiau robotas dulkių siurblys veidrodines duris atpažino kaip kambario tęsinį, į kurį negalėjo patekti. Tačiau tai neturėjo įtakos visos prieinamos zonos valymo rezultatams; jis tiesiog sukūrė neegzistuojančią žemėlapio dalį. Robotas nekliudė paties veidrodžio ir bandė juo naršyti. Įvadinis važiavimas truko 19 minučių, tačiau robotas sukūrė tikslesnį žemėlapį.

2 palyginimas – judėjimas naudojant išsaugotą žemėlapį

Dabar pažiūrėkime, kaip pasikeičia robotų judėjimo algoritmas, kai jie sukuria kambario žemėlapį ir išsaugo jį atmintyje. Taip pat pridėjome galimybę žemėlapyje nustatyti draudžiamas zonas; pridėsime po vieną zoną ir išbandysime, kaip robotai į jas reaguoja. Viskas aiškiai parodyta aukščiau esančiame vaizdo įraše.

„iRobot Roomba i7+“ valo zonas po zonų, paeiliui paeiliui. Jis nevalė aplink kėdžių kojas, neturėjo navigacijos problemų tamsioje zonoje ir atpažino draudžiamą zoną į ją neįeidamas. Vienas valymas truko apie 12 minučių.

Kalbant apie „Roborock S5 Max“, pasikeitė judėjimo algoritmas. Pirmiausia robotas judėjo aplink visą prieinamą plotą palei perimetrą, o tada pradėjo valyti vienu, gyvatės formos judesiu. Jis valė aplink visas kėdės kojas, vos paliesdamas kliūtis ir vengdamas ribotos zonos.

Dar vienas pastebėjimas: „iRobot Roomba i7+“ už sofos atliko tik vieną praėjimą į vieną pusę, o „Roborock S5 Max“ toje pačioje srityje atliko du praėjimus pirmyn ir atgal, tai reiškia, kad siauresnę sritį išvalė kruopščiau. Po to robotas dar kartą perėjo per visą plotą ir grįžo į savo bazę. Tai užtruko kiek daugiau nei 18 minučių, bet vėlgi, jis apėmė didesnį plotą.

3 palyginimas – orientacija daugiabutyje

Galiausiai norėčiau palyginti, kaip lidaru ir kamera paremti robotiniai dulkių siurbliai sudaro viso namo žemėlapį ir kiek laiko jiems užtrunka išvalyti tą plotą. Mūsų atveju tai yra penki kambariai, kurių bendras plotas yra apie 40 kvadratinių metrų. Efektyvus valymo plotas yra apie 35 kvadratinius metrus.

„iRobot“ kamera apskaičiavo 27 kvadratinių metrų paviršiaus plotą, nors tikrasis plotas yra maždaug 35 kvadratiniai metrai. Tačiau skaičiavimo tikslumas yra didelis, o geometrija atitinka realią namų aplinką. Robotas šį plotą išvalo vienu praėjimu maždaug per 50–55 minutes, sustodamas ties ypač nešvariomis vietomis, kurias aptinka jo optinis jutiklis.

„Roborock“ lidaras sukūrė tos pačios geometrijos kambarį, tačiau tiksliau apskaičiavo plotą – 34 kvadratinius metrus, o tai beveik identiška tikram plotui. Be to, viso ploto valymui prireikė tik 31 minutės, o tai yra žymiai greičiau.

Galiausiai, lidaras sukuria tikslesnį žemėlapį ir leidžia greičiau pereiti visą prieinamą plotą, jei yra keli kambariai. Be to, mūsų atveju, lidaru aprūpintas robotas kruopščiau perėjo problemines zonas, pavyzdžiui, erdvę tarp kėdės kojų ir siaurą, tamsią erdvę už sofos. Lidaru aprūpinti robotai taip pat švelniau liečiasi su objektais, todėl jie rečiau atsitrenkia į jų buferius.

Beje, svarbu atkreipti dėmesį, kad po kelių praėjimų robotas su kamera, ypač jei jį įjungsite skirtingu paros metu, kai kambariuose bus skirtingas apšvietimas, roboto navigacijos modelis bus sukurtas automatiškai ir net naktį jis galės aprėpti visą turimą plotą nepalikdamas jokių nevalytų vietų. Taigi, „iRobot Roomba i7+“ gali susidurti su navigacijos problemomis prastai apšviestose vietose tik bandomojo važiavimo metu. Ši problema bus išspręsta vėliau.

Apibendrinkime

Apibendrinant, pabrėžkime robotinių dulkių siurblių su tikslia navigacija, pagrįsta lidaru ir kamera, savybes.

Bet kuriuo atveju, abu navigacijos tipai leidžia tiksliai suplanuoti kambarį ir maksimaliai padidinti robotų valymo efektyvumą. Palyginti robotai gali savo atmintyje išsaugoti kelis valymo žemėlapius, o tai naudinga dviejų aukštų namams. Jie taip pat palaiko valymą po įkrovimo, kambarių zonavimą pagal suplanuotą valymą kiekvienam kambariui ir galimybę žemėlapyje nustatyti draudžiamų ir valymo zonų zonas.

Tuo pačiu metu lidaras sukuria tikslesnį žemėlapį, todėl greičiau valo ir palieka mažiausiai praleistų sričių. Kaip matote, dirbant su veidrodžiu, nėra jokių kritinių problemų. Bet kokiu atveju, yra būdų, kaip išvengti netikslaus žemėlapio sudarymo, pavyzdžiui, užtepus apsauginę plėvelę ant veidrodžio lidaro lygyje, kad neatsispindėtų nematomi jutiklio infraraudonieji spinduliai.

Kalbant apie lazerinio atstumo ieškiklio patvarumą, aukštos kokybės robotai, tokie kaip „Roborock“, turi patikimą lidarą, todėl tarnauja ilgai. Tačiau niekas neatsako už nežinomus kiniškus robotus, ir tokiais atvejais yra tikimybė, kad navigacijos sistema gali sugesti anksčiau. Ir nepamirškite apie aukštį; plonų robotų su lidaru nėra, todėl tai turbūt vienintelis reikšmingas trūkumas.

Kameros žemėlapių sudarymo tikslumas yra šiek tiek prastesnis, ypač didesniuose plotuose, kurių plotas – 100 kvadratinių metrų ir didesnis. Šie robotai taip pat linkę valyti lėčiau. Tačiau kamera rečiau sugenda ir netrukdo roboto aukščiui. Orientacijos problemos esant prastam apšvietimui gali kilti tiek susipažinimo metu, tiek modeliuose, kuriuose kamera yra labiau manekenas nei tikras navigacijos įrenginys.

Taigi, sakyčiau, kad robotai dulkių siurbliai su lidaru geriau naviguoja, bet ne tiek, kad nereikėtų svarstyti modelių su kameromis. Viskas yra individualu ir labai priklauso nuo pasirinkto roboto dulkių siurblio.

Bet kokiu atveju, 2020 m. geriausia navigacijos sistema yra kombinuota lidaro ir kameros sistema. Lidaro ir lidaro + kameros sistemų palyginimą galite pamatyti mūsų vaizdo įraše:

Tai tiek iš manęs. Smagaus apsipirkimo visiems!