Comparaison de la navigation des aspirateurs robots : Lidar vs caméra

Salutations à tous les lecteurs du site robovac.washerhouse.comDans cet article, nous comparerons les deux systèmes de navigation les plus précis pour les aspirateurs robots : la navigation par lidar et la navigation par caméra. Ce type de navigation équipe généralement les modèles de milieu et de haut de gamme, en raison du coût élevé des capteurs. Certaines marques utilisent exclusivement des caméras sur leurs modèles phares, tandis que d’autres privilégient le lidar. Nous allons maintenant comparer ces deux systèmes en testant les systèmes de navigation de modèles haut de gamme. iRobot Roomba i7+ Et Roborock S5 MaxAlors, essayons de déterminer lequel est le meilleur : le lidar ou la caméra pour la navigation.

À propos de la navigation (en bref)

Commençons par un bref rappel de ce qu'est la navigation de précision basée sur le lidar et la caméra, et des caractéristiques de ces deux systèmes.

Le lidar des aspirateurs robots est monté sur le dessus du corps de l'appareil. Il s'agit d'une sorte de « tourelle » contenant un télémètre laser rotatif, également appelé capteur LDS.

Ce télémètre laser pivote à 360 degrés à grande vitesse, scannant les objets environnants, calculant les distances qui les séparent et créant une carte précise de la pièce.

Les avantages du lidar incluent une précision de navigation identique quel que soit le niveau d'éclairage, de jour comme de nuit. De plus, la technologie de balayage laser est plus précise. Parmi les inconvénients, on note des pannes plus fréquentes dues au mécanisme de rotation, ainsi que des difficultés à scanner les surfaces réfléchissantes, comme les portes d'armoires à miroir ou les pieds de chaises chromés. aspirateurs robots avec lidar Grâce à la tourelle située sur le dessus, ils atteignent une hauteur de 10 cm, et par conséquent, la maniabilité des robots sous les meubles est inférieure à celle des modèles plats.

La caméra, quant à elle, sert de système de navigation visuelle. Un plan de la pièce est élaboré à partir des images qu'elle capture. Elle scanne le plafond, prend plusieurs clichés et utilise ces données pour créer un plan des pièces.

La navigation par caméra est plus fiable en termes de durabilité de la caméra et légèrement moins coûteuse. De plus, la caméra n'augmente pas la hauteur de l'aspirateur robot ; certains modèles ne mesurent que 7 à 8 cm de haut, ce qui leur permet de se faufiler sous les meubles bas.

Inconvénients de la navigation visuelle : en faible luminosité ou dans des zones faiblement éclairées, la caméra « devient aveugle ». De plus, la précision de la navigation visuelle est toujours inférieure à celle du balayage laser, surtout si le plafond ne présente pas de repères visuels essentiels pour le robot.

Ensuite, nous comparerons les technologies lidar et caméra dans des conditions réelles identiques afin de déterminer quel type de navigation permet aux aspirateurs robots d'être plus performants.

Comparaison n° 1 – Essai routier

Afin de tester la navigation des robots de la manière la plus objective possible, nous avons créé plusieurs obstacles dans la salle de test, à savoir :

1. Nous avons installé une porte de placard à miroir.
2. Nous avons créé une zone sombre entre le mur et le canapé.
3. Nous avons placé une chaise, des jouets d'enfants et une boîte pour créer des obstacles sur le chemin des robots. Nous avons également lesté la boîte pour l'empêcher de bouger, même au moindre contact du robot.

Le test lui-même est présenté dans la vidéo, nous vous recommandons de la regarder :

En conséquence, il s'est avéré que :

1. L'iRobot Roomba i7+ a légèrement déplacé les objets sur son passage, ne nettoyant que le pourtour d'un pied de chaise, et a couvert la quasi-totalité de la zone accessible, voire deux fois par endroits. Le robot a mis un peu plus de 10 minutes pour effectuer son premier cycle de nettoyage. Cette fois-ci, il a navigué sans problème dans la zone sombre entre le mur et le canapé, mais lors d'un test, il a semblé un peu désorienté dans l'obscurité.
2. Le Roborock S5 Max, grâce à sa navigation par lidar, est beaucoup plus délicat avec les objets, ne heurtant qu'un seul jouet. Il a également contourné chaque pied de chaise et couvert deux fois l'intégralité de la zone accessible, divisant ainsi la pièce en zones. Il s'est déplacé sans difficulté dans l'obscurité, mais l'aspirateur robot a identifié la porte miroir comme une extension de la pièce, à laquelle il ne pouvait accéder. Cependant, cela n'a pas affecté les performances de nettoyage de l'ensemble de la zone accessible ; cela a simplement créé une zone inexistante sur la carte. Le robot n'a pas heurté le miroir et a tenté de le contourner. Le premier déplacement a duré 19 minutes, mais le robot a ensuite établi une carte plus précise.

Comparaison n° 2 – Déménager avec une carte enregistrée

Voyons maintenant comment l'algorithme de déplacement des robots évolue après la création et l'enregistrement d'une carte de la pièce. Nous avons également ajouté la possibilité de définir des zones interdites sur la carte ; nous ajouterons une zone à la fois et testerons la réaction des robots. Tout est clairement illustré dans la vidéo ci-dessus.

L'iRobot Roomba i7+ nettoie zone par zone en suivant un parcours sinueux. Il n'a pas nettoyé autour des pieds de chaise, s'est déplacé sans problème dans les zones sombres et a reconnu la zone interdite sans y pénétrer. Un cycle de nettoyage a duré environ 12 minutes.

Concernant le Roborock S5 Max, l'algorithme de déplacement a été modifié. Le robot a d'abord parcouru toute la zone accessible en suivant le périmètre, puis a commencé le nettoyage par un mouvement continu et sinueux. Il a nettoyé autour de tous les pieds de chaise, en évitant presque aucun obstacle et en contournant la zone interdite.

Autre observation : l’iRobot Roomba i7+ n’a effectué qu’un seul passage derrière le canapé, tandis que le Roborock S5 Max a fait deux allers-retours dans cette même zone, ce qui signifie qu’il a nettoyé plus efficacement la zone plus étroite. Ensuite, le robot a effectué un second passage sur toute la surface et est retourné à sa base. Cela a pris un peu plus de 18 minutes, mais là encore, la surface couverte était plus importante.

Comparaison n° 3 – Orientation dans un espace à plusieurs pièces

Enfin, j'aimerais comparer la façon dont les aspirateurs robots équipés de lidar et de caméras cartographient l'ensemble de la maison et le temps nécessaire pour nettoyer cette surface. Dans notre cas, il s'agit de cinq pièces pour une superficie totale d'environ 40 mètres carrés. La surface de nettoyage effective est d'environ 35 mètres carrés.

La caméra de l'iRobot a calculé une surface de 27 mètres carrés, alors que la surface réelle est d'environ 35 mètres carrés. Cependant, la précision du calcul est élevée et la géométrie correspond à l'environnement réel de la maison. Le robot nettoie cette surface en un seul passage en 50 à 55 minutes environ, s'arrêtant aux endroits particulièrement sales détectés par son capteur optique.

Le lidar de Roborock a créé une pièce aux géométries identiques, mais a calculé sa superficie avec une plus grande précision, à 34 mètres carrés, soit une surface quasiment identique à la surface réelle. De plus, il n'a fallu que 31 minutes pour nettoyer l'ensemble de la zone, ce qui est nettement plus rapide.

En définitive, le lidar produit une carte plus précise et permet de parcourir plus rapidement toute la zone accessible, notamment lorsqu'il y a plusieurs pièces. De plus, le robot équipé d'un lidar, dans notre cas, a exploré plus minutieusement les zones difficiles d'accès, comme l'espace entre les pieds de la chaise et le passage étroit et sombre derrière le canapé. Les robots équipés d'un lidar ont également un contact plus doux avec les objets, ce qui réduit la fréquence des chocs contre leurs pare-chocs.

Au fait, il est important de noter qu'après plusieurs passages robot avec une caméraEn particulier si vous l'allumez à différents moments de la journée et avec des niveaux d'éclairage variables dans les pièces, le robot développera automatiquement son schéma de navigation et, même la nuit, il pourra couvrir toute la surface disponible sans laisser de zones non nettoyées. Ainsi, l'iRobot Roomba i7+ peut rencontrer des difficultés de navigation dans les zones faiblement éclairées uniquement lors d'une première utilisation. Ce problème se résoudra par la suite.

En résumé

En conclusion, soulignons les caractéristiques des aspirateurs robots dotés d'une navigation précise basée sur un lidar et une caméra.

Dans tous les cas, les deux types de navigation permettent une cartographie précise de la pièce et optimisent l'efficacité du nettoyage robotisé. Les robots comparés peuvent mémoriser plusieurs plans de nettoyage, ce qui est pratique pour les maisons à deux étages. Ils prennent également en charge le nettoyage après recharge, le zonage des pièces pour un nettoyage programmé pièce par pièce, et la possibilité de définir des zones interdites et des zones de nettoyage sur le plan.

Parallèlement, le lidar crée une carte plus précise, ce qui permet un nettoyage plus rapide et minimise les zones non traitées. Comme vous pouvez le constater, l'utilisation d'un miroir ne pose aucun problème majeur. Il existe néanmoins des solutions pour éviter une cartographie imprécise, comme l'application d'un film protecteur sur le miroir au niveau du lidar afin d'empêcher la réflexion des rayons infrarouges invisibles du capteur.

Concernant la durabilité du télémètre laser lui-même, les robots haut de gamme, comme Roborock, sont équipés d'un lidar fiable, ce qui leur assure une longue durée de vie. Cependant, la fiabilité des robots chinois de fabrication inconnue n'est pas garantie, et dans ce cas, le système de navigation risque de tomber en panne prématurément. Enfin, il ne faut pas négliger la hauteur : les robots fins équipés d'un lidar étant inexistants, il s'agit probablement de leur seul véritable inconvénient.

La précision de la cartographie de la caméra est légèrement inférieure, surtout sur les grandes surfaces de 100 mètres carrés et plus. Ces robots ont également tendance à nettoyer plus lentement. Cependant, la caméra est moins sujette aux dysfonctionnements et n'affecte pas la hauteur du robot. Des problèmes d'orientation en faible luminosité peuvent survenir lors d'une prise en main ou sur les modèles où la caméra joue davantage un rôle factice qu'un véritable système de navigation.

Je dirais donc que les aspirateurs robots équipés d'un lidar offrent une meilleure navigation, mais cela ne signifie pas pour autant qu'il faille négliger les modèles avec caméra. Tout dépend des besoins et du modèle d'aspirateur robot choisi.

Quoi qu'il en soit, en 2020, le meilleur système de navigation est un système combinant lidar et caméra. Vous pouvez consulter une comparaison entre les systèmes lidar et lidar+caméra dans notre vidéo :

C'est tout pour moi. Bon shopping à tous !