石头扫地机器人的智能路径规划

【石头扫地机器人的智能路径规划】在众多智能家居设备中，扫地机器人无疑是最受欢迎的消费类硬件之一，它能解放我们的双手，实现中国家庭对地面清洁的终极需求——扫擦两相宜。然而，在享受扫地机器人带来的便利生活之余，你是否想过——它是如何绕过“取经”（扫擦）路上的各种“妖魔鬼怪”（障碍）的？

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惯性导航时代
扫地机器人的历史最早可以追溯到1996年伊莱克斯推出的机器人吸尘器，由于其造型酷似远古生物三叶虫，所以它被命名为“Trilobite”即三叶虫。
2002年， iRobot发布了真正意义上的家用扫地机器人Roomba ，只是这一时期产品采用的均为惯性导航+随机碰撞式的清洁模式，通过碰撞障碍物改变运动方向、穷举的方式来进行清扫，存在扑朔迷离的风骚走位问题，扫起地来毫无章法，完全没有行进路径规划，不知道哪里扫过了，哪里没扫过，该去哪里扫，直到电量耗尽，还有大量需要清扫的地方没有覆盖到。
路径规划时代
随着视觉导航（使用摄像头）和激光雷达导航（LDS模块）的出现，扫地机器人终于具备了一定的地图测绘能力，通过算法进行智能的路径规划，可使房间的清扫工作更精确，避障能力也有了大幅提升。
换句话说，只有支持路径规划的，才是真正意义上智能型扫地机器人。
而将智能扫地机器人推向普及，走进千家万户的标志性事件，则是2016年小米旗下生态链企业石头科技推出的米家扫地机器人。这款产品采用激光测距传感器，支持智能路径规划算法，同时还集1800Pa大风压电机以及5200mAh大电池于一身，并打出了史无前例的1699元价格，较之同级别竞品便宜了50%甚至更多。

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在米家扫地机器人发售之前，市面上虽然也有所谓的带导航路径规划的产品，但它们中的绝大部分产品都没有合理的路径规划算法，其清扫方式、效果与碰撞式基本没有区别，售价与体验不成正比。
因此，通过对石头科技旗下几款经典产品的把脉，不难梳理出扫地机器人的路径规划和避障技术的迭代进程。
石头扫地机器人的技术迭代
对扫地机器人来说，避障无疑是最为核心的技能，也是其智能性的重要体现之一。想让机器人清洁无死角，避免跌落楼梯、绕过各种障碍、规避特殊环境（如卫生间），需要从感知（perception）、决策（decisionmaking）和控制（control）三个方面加以优化。

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2016年上市的第一代米家扫地机器人（由石头代工）引入了石头科技自主研发的LDS激光测距传感器，可进行360度、每秒1800次测距扫描，通过类似无人驾驶技术中使用的SLAM（即时定位与地图构建）算法实时构建房间地图。结合陀螺仪、加速度传感器、里程计、超声传感器等12类不同传感器数据，可以实现智能的路径规划功能，最大限度提高了扫地效率，并解决了碰撞型和伪路径规划式扫地机器人面对复杂环境时容易困在某个区域周旋，扫得慢、扫不全的痛点。

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此外，用户还可随时通过手机客户端查看实时地图的生成过程，及清扫路径、远程操控、定时清扫，在APP端还有安静，标准，强力三种清扫模式可以让用户选择，耗材到期前智能提醒更换耗材，让扫地机器人第一次可被信赖的使用。