Робот пылесос оптический или инфракрасный датчик что лучше
Какая навигация лучше для робота-пылесоса
Навигационная система является неотъемлемой частью робота-пылесоса, ведь именно благодаря ей девайс может ориентироваться в пространстве, качественно убирать и составлять оптимальный маршрут, не застревать на одном месте. В статье разберемся с основными типами навигации роботов-пылесосов и какая из них лучше.
Разновидности навигации умных пылесосов
У каждой навигационной системы есть свои плюсы и минусы, а также отличия по точности.
С лидаром
Под лидаром понимается башенка с прорезями на верхней части робота-пылесоса, присущая устройствам с лазерной навигацией. Такое оснащение позволяет девайсу точно ориентироваться в пространстве даже в темноте, строить карту помещения с высокой точностью. Благодаря вращению излучателей внутри башни, происходит определение точного расстояния до расположенных поблизости предметов и оценка своего местонахождения. По полученным данным строится маршрут, и создается план дома.
Плюсы роботов-пылесосов с лазерным дальномером:
В рейтинге роботов-пылесосов с лазерной навигацией можно выделить такие модели:
С камерой
Последней разработкой в ориентировании умных девайсов в пространстве являются роботы-пылесосы с камерой навигации. Встраивается камера сверху гаджета и помогает устройству видеть стены, потолок, разные предметы. Особенность такой системы состоит в очень точном построении плана жилья.
Преимущества роботизированных пылесосов с камерой:
Среди моделей с камерой можно отметить:
С гироскопом
Чтобы разобраться, что такое гиронавигация в роботе-пылесосе, нужно рассмотреть саму технологию. В основе лежит замер угловой скорости девайса, на основе чего определяется его местоположение и направление движения. Устройство запоминает, откуда приехало и куда ему нужно переместиться.
Плюсы такого типа навигации:
Выяснив, что представляет собой гироскопическая навигация для робота-пылесоса, стоит выделить лучшие модели с таким оснащением:
Подводя итог, можно сказать так, что все перечисленные системы ориентирования являются современными и имеют высокую точность. Однако специалисты утверждают, что для робота-пылесоса лучшей системой навигации является сочетание лидара и фронтальной камеры.
Как выбрать робот-пылесос: разбираемся в хитростях навигации
Как робот-пылесос ездит по квартире? Как выбрать робот-пылесос, чтобы он успешно ездил именно по вашей квартире? Узнаем вместе.
Один из вопросов, который возникает, когда мы начинаем присматривать робот-пылесос — какой выбрать, чтобы он шустро бегал по квартире и требовал минимум вашего внимания? Современные роботизированные пылесосы умеют ориентироваться в пространстве множеством различных способов.
В этой статье попробуем объяснить, какие существуют технологии навигации, благодаря которым передвигается робот-пылесос, и как выбрать лучший вариант именно для вашего жилища, будь то малогабаритка без балкона или коттедж в несколько этажей.
Выбор робота пылесоса: все о технологиях навигации
Но обо всем по порядку. Расскажем, какие технологии используются для того, чтобы заставить робот-пылесос двигаться.
Каждый робот-пылесос оснащен системой навигации. В нее могут входить три вида датчиков:
Для таких фотографий есть отдельное название — «Roomba art». К роботу-пылесосу прикрепляется светодиод, а затем его движение по комнате снимается с долгой выдержкой. Снимки объединяются, пылесос убирается из кадра, и получаются фантастические узоры.
В первом случае робот опознает препятствие, столкнувшись с ним, и едет в противоположную сторону — для этого такие модели снабжаются мягким бампером. Пылесосы с контактной навигацией самые дешевые, например, вот такой Clever & Clean :
Во втором случае, робот-пылесос опознает препятствия, не доезжая до них. Он как бы ограничивает себе зону уборки, внутри которой он может двигаться по разным траекториям: по прямой, зигзагами, кругами. Ограничение зоны уборки может осуществляться тремя методами:
Два последних метода — опциональные: излучатели и магнитную ленту нужно покупать отдельно. Первые дороже, вторая — дешевле. К тому же, их еще надо найти: например, заказать с Aliexpress. Впрочем, та же Xiaomi официально продает в России расходники для своего робота-пылесоса Mi Robot Vacuum Cleaner:
Наконец, самые продвинутые модели имеют функцию построения карты помещения. Один раз проехав по дому и запомнив маршрут, такой робот-пылесос будет всегда знать, куда ездить можно, а куда — нельзя. Цены, конечно, у таких устройств соответствующие. Например, такая функция есть у модели Neato Botvac Connected — ему даже можно «нарисовать» оптимальную траекторию движения в мобильном приложении:
Робот-пылесос: как выбрать лучший для себя?
Для начала, стоит помнить, что вы покупаете не просто самодвижущуюся лежанку для кота, но в первую очередь, устройство для уборки. Чтобы обеспечить надлежащее качество, рекомендуем ознакомиться с нашими гайдами по выбору пылесосов:
В вопросе, какой робот-пылесос выбрать в 2018 году с точки зрения навигации, единых рекомендаций быть не может. Постарайтесь принять в расчет площадь и геометрию пространства, в котором ему предстоит убираться.
Что еще стоит учесть?
Для того чтобы помочь роботу-пылесосу эффективнее двигаться в вашей квартире, следует принять в расчет еще несколько вещей:
А еще выбрать робот-пылесос может помочь наш обзор:
Фото: Flickr, Xiaomi, Neato, iRobot
Система навигации робота-пылесос: что лучше, лазер или камера?
Эффективность работы каждого робота-пылесоса, как известно, напрямую зависит от того, насколько качественно он «видит» окружающую обстановку и, соответственно, способен планировать свои действия в этой обстановке.
Именно поэтому компании-производители роботов-пылесосов стараются постоянно совершенствовать системы «зрения» новых моделей (подробнее о новинках — смотреть тут).
А таковых, то бишь систем навигации, которыми оснащаются роботы-пылесосы потребительского класса, в настоящее время существует две: лазерная и визуальная.
И в этой связи не может не возникать вопрос, какая из них лучше? А чтобы на него ответить и, следовательно, выбрать наиболее подходящую модель домашнего уборщика, надо просто вспомнить немного из того, чему нас всех учили на уроках физики в школе.
Итак, робот-пылесос со, скажем так, лазерным наведением в пространстве ориентируется по данным импульсного лазерного модуля сканирования, так называемого лидара (или LDS-датчика).
Этот фактически миниатюрный лазерный дальномер, который, вращаясь с высокой скоростью (очень высокой), непрерывно «сканирует» окружающее пространство в заданных плоскостях и по времени отражения лучей рассчитывает расстояния до препятствий, а встроенный компьютер на основе этой информации производит оценку относительного положения устройства и стоит маршрут его перемещения.
А с учетом того, что одно из главных преимуществ лидара — это точность, то считается, что роботы-пылесосы способны лучше ориентироваться в помещении, в том числе и в условиях полной темноты.
Но есть у лазерной системы позиционирования и как минимум два существенных недостатка. Во-первых, так как лазерный луч — это, прежде всего, именно луч, то у лидаров (любых) случаются постоянные проблемы с обнаружением «зеркальных» объектов (поверхностей с высокой отражающей способностью). Это может быть, к примеру, французское окно, больше напольное зеркало, ваза или даже лакированная ножка стола или стула.
А во-вторых, если домашний робот укомплектован недорогим механизмом вращения лидара, то надолго его может не хватить.
В свою очередь робот-пылесос, оснащенный визуальной системой навигации, в буквальном смысле смотрит на мир через объектив камеры и оценивает окружающую обстановку, считывая и обрабатывая оптические изображения, представляющие собой по сути сочетания световых точек разной яркости.
А так как оптические изображения выглядят по-разному под разными углами, а их анализ производится через сложный алгоритм и с высокой скоростью, то роботу-пылесосу этих данных вполне достаточно, чтобы создать точную карту помещения и эффективно по ней перемещаться.
Однако, как нетрудно догадаться, в темноте или при плохом освещении (например, под кроватью или под шкафом), когда света камере не хватает, робот-пылесос, оснащенный только визуальной системой навигации, попросту «слепнет» и теряет ориентацию.
Вот такая «картина маслом». Так что, вопрос, какая из систем навигации лучше, лазерная или визуальная, можно считать не совсем корректным. Каждая из них лучше, но только в определенных условиях. Поэтому топовые роботы-пылесосы оснащаются комбинированными системами (и лидаром, и камерой). Стоят они дороже, но зато такие модели и со своими задачами справляются гораздо лучше.
Как работают сенсоры роботов-пылесосов
Содержание
Содержание
Наблюдение за работой робота-пылесоса — довольно медитативное и умиротворяющее занятие. Но время от времени у пытливых умов появляется вопрос: «Как роботу удается ориентироваться в пространстве и преодолевать возникающие на его пути препятствия?» Давайте разбираться!
Несмотря на огромное количество мифов о работе робота-пылесоса, этот девайс по праву занимает свое место в наших домах, а все благодаря той легкости и скорости, с которой он выполняет уборку. Его эффективность во многом зависит от количества и типа электронных сенсоров, установленных на борту. В зависимости от модели, робот-пылесос использует от 6 до 15 датчиков, включенных в различные системы.
Назначение датчиков — построение карты объекта, ориентирование в пространстве и обеспечение безопасности девайса. Данные, получаемые с сенсоров, обрабатывает управляющая программа. Ориентируясь на полученные значения параметров, применяются те или иные сценарии, непосредственно влияющие на действия робота-уборщика.
Только слаженная работа всех систем обеспечивает работу пылесоса.
Система позиционирования
Основная система любого робота-пылесоса, отвечающая за построение карты убираемой территории и определение точного местоположения электронного уборщика внутри помещения.
В основе работы системы лежит метод SLAM (Simultaneous Localization And Mapping), основная идея которого — построение ситуационной карты и локализация объекта в пространстве. Это происходит следующим образом. Сканер, установленный на объекте, проверяет пространство вокруг и по отклику своих датчиков составляет карту местности.
В сегмент бытовой техники изобретение пришло из области освоения космоса и близлежащих планет: одними из первых такие радары (точнее, лидары) получили луноходы и марсоходы.
В роботах-пылесосах построение карты необходимо для определения оптимального алгоритма уборки. После составления карты управляющая программа разрабатывает и отдает на исполнение оптимальный маршрут передвижения робота. Мобильный пылесос должен заглянуть даже в самый отдаленный уголок!
В современных роботах-пылесосах построение карты окружающего пространства производят одним из двух типов датчиков.
Лазерное сканирование пространства
Сканирование пространства происходит с помощью лидара (или, как его еще называют, LDS-датчика) — прибора, применяемого для точных измерений в газообразной среде. Распознать LDS-датчик достаточно просто: он представляет собой небольшой выступ в форме шайбы, расположенный на верхней плоскости девайса. Датчик содержит источник и приемник лазерного или светового луча (в маломощных девайсах применяют светодиоды, излучающие потоки света в инфракрасном диапазоне). Для обеспечения кругового обзора LDS-сенсор вращается вокруг своей оси с довольно высокой частотой.
Испускаемый световой луч, встречаясь с препятствиями на своем пути (стены, крупная мебель и т. д.), отражается от них и улавливается приемником лидара. Расстояние до препятствия вычисляется по временной задержке между генерацией и приемом лазерного луча. В большинстве моделей роботов-пылесосов частота вращения датчика, как правило, составляет 5 об/сек, чего вполне достаточно для построения карты и довольно точного вычисления положения пылесоса в помещении.
Работающие по такому же принципу датчики можно встретить и на прототипах беспилотных автомобилей.
LDS-датчик позволяет достаточно точно определять расстояние до стен, крупных предметов и других препятствий. Как правило, в роботах-пылесосах применяются датчики, позволяющие уверенно сканировать пространство на расстоянии до 6 метров.
Основным недостатком такой конструкции является то, что датчик выступает над уровнем верхней плоскости, и добавляет к высоте робота-пылесоса несколько сантиметров. В некоторых случаях это может быть критично, поскольку пылесос просто физически не сможет заехать под низко расположенную полку или пространство под кроватью или шкафом.
Визуальная система навигации
Другим способом навигации является так называемая безлидарная система, основанная на широкоугольной камере.
Вот только камера применяется особая, позволяющая создавать объемные снимки пространства. Иначе такие камеры называют «камерами глубины» или ToF-камерами (Time of Flight, что в буквальном переводе означает «время полета»).
ToF-камеры — новое веяние в сфере мобильных гаджетов. Ими оснащены многие флагманские смартфоны. С помощью такой камеры легко и довольно недорого реализуется механизм распознавания по лицу, обмануть его фотографией человека невозможно.
ToF-камера представляет собой источник света, излучающий в инфракрасном спектре, и светочувствительную матрицу, улавливающую интенсивность отраженного света. Их принцип действия схож с лазерным определением расстояния. Камера рассчитывает время с момента испускания пучка света до момента его фиксации на светочувствительной матрице, вычисляет расстояние до объекта в соответствии с временной задержкой и составляет объемную карту помещения.
Преимуществ у такого метода несколько. Во-первых, уровень освещения не играет определяющей роли. Даже в полумраке сенсору по силам «отрисовать» границы убираемого пространства. Во-вторых, камеру встраивают вровень с верхней поверхностью робота, что позволяет сделать его более компактным, и, следовательно, открыть ему дорогу в труднодоступные места.
Система ориентирования в пространстве
Задача системы ориентирования — минимизация столкновений с препятствиями, возникающими на пути робота-пылесоса.
В отличие от системы позиционирования, сканирующей пространство вокруг пылесоса на несколько метров, датчики ориентирования способны выявить препятствие в пределах одного метра. Как правило, для выявления преград используют датчики двух типов: ультразвуковые и инфракрасные.
Принцип их действия схож. В обеих конструкциях имеются передатчик и приемник сигнала. В качестве самого сигнала используют либо звуковые волны, неслышимые человеческому уху (частотой свыше 20 кГц), или световые лучи инфракрасного диапазона.
При обнаружении препятствий, управляющая программа вносит корректировку в траекторию движения робота-пылесоса и уводит его в сторону.
Ведущую роль в системе играет ультразвуковой датчик. Он располагается в передней части устройства.
Инфракрасные сенсоры располагают на боковых поверхностях робота по его периметру. Они дополняют основной датчик, обеспечивая пылесосу возможность кругового отслеживания препятствий.
Боковые датчики выполняют еще одну функцию. Они обеспечивают движение робота вдоль стены, когда нужно убрать по периметру помещения. Как правило, сенсоры позволяют выдерживать интервал от стены на уровне 10-15 мм. Этого вполне достаточно для уборки мусора подвижными щетками робота-пылесоса.
В случае, когда препятствие не попало в зону действия ни одного из перечисленных датчиков и столкновение с поверхностью все же произошло, в работу вступает третья группа датчиков, установленная в подвижном бампере робота-пылесоса, — датчики касания. При срабатывании они посылают сигнал в центральный процессор, а тот в свою очередь оперативно корректирует траекторию движения робота. Датчики касания выполнены либо в виде обычных концевых выключателей, либо в формате оптопары, в которой световой луч прерывается подвижным «флажком» в момент нажатия на передний бампер.
Система безопасности
Система безопасности предназначена для защиты робота-пылесоса от падений и неправильного его использования со стороны пользователя.
Защиту от падения с высоты обеспечивает группа датчиков, установленная в нижней части по периметру устройства.
Это уже привычные инфракрасные сенсоры, с тем же принципом действия, но вот логика их работы существенно отличается. Датчик постоянно отслеживает наличие твердой поверхности под колесами робота-пылесоса. Как только она пропадает (робот подъехал к краю ступени или пытается съехать с высокого порожка), центральный процессор получает тревожный сигнал с датчика и изменяет траекторию движения робота-уборщика.
Сочетание светлых и темных цветовых схем напольного покрытия может вызвать ложные срабатывания оптических датчиков высоты, вследствие чего робот просто откажется проводить уборку темных зон.
В мотор-редукторах, приводящих в движение колеса пылесоса, установлены датчики опрокидывания робота. Если одно или оба колеса окажутся вывешенными, срабатывание датчиков приведет к остановке моторов. Это убережет аккумуляторную батарею от разрядки. Возобновление работы возможно только после установки робота-пылесоса на ровную поверхность.
Датчик опрокидывания — обычный концевой выключатель, разрывающий цепь питания при опрокидывании пылесоса или вывешивании одного из колес.
Чтобы не допустить использование робота-пылесоса без контейнера для сбора мусора, в приемный лоток устанавливают датчик наличия контейнера. Вариаций исполнения не так уж и много. Самый простой — установка концевого выключателя, более продвинутый — датчик в виде геркона. На корпусе контейнера устанавливают постоянный магнит, активирующий геркон, когда контейнер установлен на свое место. Процессор «видит» замкнутую цепь и «понимает» что устройство можно использовать.
Система парковки на базовую станцию
Возвращение на базовую станцию после уборки или в случае необходимости пополнения заряда аккумулятора, — еще одна интересная функция, реализованная в роботе-пылесосе. При выполнении процедуры возвращения на базовую станцию, задействованы две системы. На первом этапе — система позиционирования, которая отвечает за текущее положение устройства по отношению к базовой станции. Алгоритм определяет кратчайший оптимальный маршрут. Когда робот-пылесос находится в зоне видимости базовой станции, в работу включаются датчики парковки.
Система работает следующим образом. В базовой станции расположен мощный инфракрасный светодиод, выполняющий функцию маяка. В корпусе робота-пылесоса имеется пара оптических приемников, захватывающих луч маяка. Каждый из приемников передает процессору свое значение расстояния до маяка, а тот корректирует маршрут движения таким образом, чтобы оба значения сигналов сравнялись по величине. Как только это происходит, считается, что робот занял позицию прямо перед базой, после чего происходит его парковка на контактных площадках базовой станции.
Как видно, датчики робота-пылесоса превращают его в полностью автономное устройство, способное самостоятельно навести порядок в доме. Получается как в той известной песне Сережи Сыроежкина: «Вкалывают роботы, счастлив человек!». Единственное, за чем необходимо следить, чтобы девайс всегда находился в строю, так это за чистотой самих датчиков.
Советы экспертов как выбрать робот-пылесос для квартиры
В современном мире большая часть рутинной работы автоматизирована. Швабры и веники давно были заменены на пылесосы, но на этом прогресс не остановился. Полностью освободить человека от уборки пола способны роботизированные устройства с расширенным функционалом.
Что представляет из себя робот-пылесос
Робот-пылесос – это умный гаджет, предназначенный для уборки мусора и/или протирания полов в квартире без участия человека. Большинство моделей имеют округлую форму, реже можно встретить квадратные приборы. В нижней части робота находятся щетки, емкости для жидкости, колеса, фильтры и т. д. На верхней панели обычно размещены кнопки управления.
Справка! Корпус многих моделей по бокам отделан резиной. Это предотвращает его повреждение при столкновениях с предметами мебели и стенами.
В какие помещения подойдут роботы пылесосы
Робот-пылесос может стать отличным помощником в офисах, а также в домах, где есть дети или домашние питомцы. Устройство эффективно убирает оседающую на полу пыль, тем самым облегчая состояние людей, склонных к аллергии. Такие гаджеты идеально подходят не только для кафеля, линолеума и ламината, но и для покрытого лаком паркета.
Внимание! Прибор не предназначен для уборки сильно загроможденных комнат и ковров с длинным ворсом.
Как сэкономить время на выборе?
Рекомендуем изучить рейтинг роботов-пылесосов, где собраны лучшие модели по отзывам и оценкам покупателей. Данная подборка является актуальной и обновляется каждый год, а иногда чаще. Для каждой модели приведено детальное описание, указаны плюсы и минусы, а также технические характеристики.
Принцип работы устройства
Сенсорные датчики пылесоса сканируют окружающее пространство. Полученная информация обрабатывается процессором, после чего аппарат получает указания по поводу дальнейшей работы.
Стандартный алгоритм уборки выглядит следующим образом:
Ценовые категории
Существует три ценовых категории роботов-пылесосов:
Главные правила эксплуатации и ухода за устройствами
Чтобы обеспечить хорошее функционирование и длительный срок службы робота-пылесоса, надо следовать таким рекомендациям:
Как выбрать: критерии и характеристики
Чтобы пользоваться роботом-пылесосом было действительно комфортно, перед покупкой необходимо обратить внимание на его технические характеристики.
Перед тем, как выбрать действительно подходящее вам устройство, определимся со всеми важными характеристиками.
Объем контейнера
Для очищения комнат, занимающих небольшую площадь, подойдут приборы с пылесборником, вмещающим 0.3-0,4 л. Чтобы убирать более просторное жилье, пригодятся аппараты с контейнерами объемом 0,5 л.
Уровень шума
Шум от 50 дБ и выше способен доставить ощутимый дискомфорт, особенно ночью. Чтобы пылесос не мешал отдыхать, уровень шума при его работе не должен превышать 36 дБ.
Тип навигации
Для работы хорошего робота-пылесоса пользователю практически не приходится прилагать усилий. Рекомендуется отдавать предпочтение девайсам, которые могут самостоятельно ориентироваться в окружающем пространстве, создавать карту убираемого помещения и с легкостью преодолевать препятствия. Такие опции особенно важны для домов и квартир с большим количеством комнат.
Система навигации имеется в каждом роботе-пылесосе. Она может состоять из трех типов датчиков:
Существует еще одна классификация навигационных систем:
Мощность всасывания
Обычные модели имеют мощность всасывания не более 20-22 Вт. Более дорогие роботы могут похвастаться мощностью от 30 до 35 Вт. Этого хватит, чтобы убрать мелкий мусор и пыль.
Тип и емкость аккумулятора
Современные роботы-пылесосы работают на батареях трех видов:
Количество ступеней фильтрации
Всасывая воздух, устройство пропускает его через фильтры, задерживающие пыль и мусор. От системы очистки напрямую зависит качество уборки и отсутствие повторного загрязнения.
Существует два вида фильтров:
Комплектация
Основное устройство обязательно должно быть дополнено следующими комплектующими:
Желательно, чтобы в набор входили запасные щетки и фильтры, ограничители и координаторы движения.
Важно! Необходимо обратить внимание. прилагается ли к пылесосу пульт дистанционного управления.
Высота робота
В среднем высота роботизированного пылесоса равна 6-10 см, но в продаже можно найти модели, высота которых составляет всего 3 см.
Дополнительные функциональные возможности
Современные модели роботов пылесосов имеют расширенный функционал. Набор дополнительных опций можно обнаружить как в бюджетных, так и в элитных аппаратах.
Мягкое столкновение
При наличии данной функции пылесос будет более бережно взаимодействовать с предметами, встречающимися на его пути. Подобный эффект достигается благодаря резиновому бамперу и датчикам движения.
Лазерная навигация
Считается, что именно приборы, оборудованные лазерной навигацией, лучше всего ориентируются в пространстве. В пылесосы встроены специальные элементы, сканирующие помещение и безошибочно определяющие расстояние до объектов и их расположение. Собранные данные заносятся в память устройства, после чего на основе них делается карта помещения.
Работа по расписанию
Если в пылесосе есть такая опция, можно задать день и время уборки квартиры. Например, прибор может заняться очищением поверхностей, когда все уходят на работу или спят.
Комбинированный робот (влажная или сухая уборка)
Помимо гаджетов, ориентированных только на сухую или влажную уборку, в продаже можно встретить комбинированные устройства. Они справляются с уборкой мусора и протирают пол при помощи мягкой салфетки из микрофибры, смоченной водой из специального резервуара.
Какую модель лучше выбрать для уборки шерсти животных
Если в доме есть животные с длинной шерстью, нужно отдавать предпочтение моделям с турбощеткой. Прибор должен быть достаточно мощным, чтобы справляться с прилипшими к покрытиям волосками.
Лидирующие производители
Какой же производитель заракомендовал себя лучше всего на рынке для уборки квартиры и дома? Давайте обратимся к подборе лучших моделей, а также не забывайте изучить статью, ссылка на которую был в начале статьи.