受益于互聯網及科技的高速發展，掃地機器人早就不是什么新鮮產物，越來越多的家庭也開始使用掃地機器人。隨著各大電商開始進行各類購物節預熱，不少家庭也將掃地機放進購物車當中，那么什么樣的掃地機器人才更好用，本篇文章帶你從技術原理上解析，為什么買掃地機一定要買帶激光雷達的。

最早的掃地機器人被人們詼諧的稱之為“人工智障”，掃地機在工作時總是橫沖直撞上，不少人覺得還不如不用。這是因為，早期掃地機通過隨機碰撞來改變方向的，清掃起來基本沒有任何規劃。這種應用方案，實現起來簡單、成本低，但清掃效果差，漏掃、費時間，體驗極差。

隨著深度學習、機器視覺等人工智能技術的不斷發展和進步，掃地機器人產品的迭代速度有目共睹，逐漸由早期的機械式向如今的智能方向演進。第二代的規劃式清掃機器人正式登場，比起隨機清掃，第二代在掃地機器人的行走路線算法上做了大幅優化，并配備了諸如陀螺儀等傳感器，幫助掃地機器人以相對規整及高效的路線進行清掃，但是依然存在漏掃、被家具卡住等問題。

這就是為什么買掃地機一定要買帶激光雷達的。激光SLAM能測量周圍障礙點的角度和距離等信息，其特點是快、準、小，就是采集速度快、測量精準、計算量小。 ? SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）的含義是即時定位與地圖構建，指的是機器人在自身位置不確定的條件下，在完全未知環境中創建地圖，同時利用地圖進行自主定位和導航。也就是說，掃地機器人需要在未知環境中從一個未知的位置開始移動，在移動過程中根據位置估計和傳感器數據進行自身定位，同時建造增量式地圖。

激光導航的掃地機器人通過SLAM激光雷達掃描來判斷自己的位置，定位精度高，即使是無光環境也能精準定位，SLAM技術的出現實現了家用服務機器人從“智障”到“智能”的飛躍，讓機器人在不同的環境中能夠自主規劃移動路線成為可能，跨越了掃地機的隨機式掃蕩方式。

其中主要的應用原理如下：

LDS（三角法）激光雷達

通過頂部的傳感器360°旋轉，發射激光，再經過物體的反射，以確定被測物體與機器的距離，屬于三角測距的一種方式。其具體成像原理如下：

q指的是掃地機距離障礙物的實際距離，d是激光頭發射到障礙物的距離，s是激光頭和鏡頭的距離，f是鏡頭焦距，β是個固定的角度值，x與s成比例。

該方案缺點是無法探測到落地窗、落地鏡、花瓶等高反射率物體，優勢在于激光雷達導航技術更加成熟，性價比優勢明顯。目前主要使用的激光為780nm激光，代表掃地機廠商石頭、美的等機型。

針對該測量方案，華光光電對應的激光器為790TO5.6-ZSP-10mW激光器，具體性能如下：

790nm為代表的山東華光光電小功率半導體激光器產品，芯片自主研發，可在下至-40℃、上至85℃的苛刻環境下穩定工作，高穩定性、高可靠性、高光電轉換效率等性能優勢成為掃地機激光建圖的第一國產器件選擇。

TOF法激光雷達：

TOF 是指光的飛行時間，原理是把激光進行調制，射出去后計算空中飛行的時間進而再得出這個距離。就是其由一組人眼看不到的紅外光（一般為905nm激光脈沖）向外發射，遇到物體后再反射到攝像頭結束，計算從發射到反射回攝像頭的時間差或相位差，得到一個立體 3D 模型的成像技術。

該方案的優點是功耗低，抗干擾能力強，探測距離遠，精度高，但是工藝太復雜，成本較高。目前主要使用的激光為905nm脈沖激光，代表掃地機廠商科沃斯。 針對該測量方案，華光光電對應的激光器905nm-15W激光二極管，占空比0.1%，脈寬100nS下具體參數如下

華光光電的905nm產品芯片自主研發，其優越的穩定性、高可靠性逐步成為國產905激光器的標桿產品。其封裝自動化保證了產品供應的及時性和性能的一致性，利于客戶規模化、集成化生產。

編輯：黃飛

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