扫地机的调研报告

关于智能家用扫地机的调研报告

王旭

姚顺宇

罗晓晖

调研背景：

随着经济的发展，科学技术的进步，人工智能这一概念逐渐得到普及，本次调研，将以逐渐兴起的扫地机为调研对象，通过市场上的一些产品来发现各品牌此款产品的特征和特色，也可以为本组的CDIO项目提供好的思路和想法。

随着国内生活水平的不断提高，原本一直在欧美市场销售的扫地机器人走入平常百姓家，并被越来越多的人所接受，扫地机器人将在不久的将来像白色家电一样成为每个家庭必不可少的清洁帮手。产品也会由现在的初级智能向着更高程度的智能化程度发展，逐步的取代人工清洁。

产品原理：

采用较为先进的人工智能技术，有着较为科学的算法支持，从而对障碍判断、路径规划等有着比较科学的处理办法；同时装备新型的传感器，例如声控传感，超声波传感，自动定位等传感器，使得机器的反应更为敏捷快速；作为主要功能的清洁部分一般都会采取毛刷加洗尘的原理。

作为智能扫地机器人的研究领军品牌，在技术上有着较为深厚的积累，本次调研的该型号产品也是新近开发的产品。

核心技术：

（1）智能系统 Auto－MCU智能芯片作为整个扫地机器人的头脑，有着至关重要的任务。MCU是当今扫地机器人界精锐的全新大脑系统，它不仅使内在吸力全新提升，同时统筹一系列强大的外在功能，例如灰尘识别、只能防撞、智能防跌落等。

（2）深度清洁拥有500帕的强力吸力，使吸力提升25%，机器下方的滚刷每分钟可达4000转，即使如大体积的豆子纸屑也能一次吸净，不留残余。同时，双边刷加长60%，清洁直径延长6cm，边角无遗漏，增大情节面积，提高情节效率。

（3）高效电池该型号机器的电池容量达到了3000mAh，环保安全，持续续航可达120分钟，对于大户型的房间也是可以对付的。

（4）多种清洁形式独特的灰尘识别系统，可以根据灰尘量切换不同的清扫模式，比如边沿清扫，定点清扫等等，同时还有预约清扫模式，极大的节约了时间成本

（5）自动回充电量不足，会自动寻找充电基座，灵敏迅捷，若设定了预约模式，则会在下一时间自动清洁。

产品展示：

产品参数：

凯力哆啦S600扫地机器人

本款产品在配备基本的清扫功能后，同时还具有Wi-Fi遥控功能，所以特意挑选出来进行比较。同时，机器还装备有高清屏幕和触摸屏，十分具有设计的现代感。

核心技术：

（1）智能超声波免碰系统当产品感应到前方2cm有家居或者物体时，超声波智能系统瞬间介入调整前进方向，避免碰撞，保护自身和家居。

（2）防跌落设计在遇到楼梯或者台阶时，产品会启动下视传感，智能转向，避免机器跌落造成损伤。

（3）自动回充工作到电量不足时，将进入自动返回模式，利用随机或者延边路径对充电座进行搜寻和定位，返回成功率高达99%。

（4）Wi-Fi控制在手机端即可对机器进行控制。

产品展示：

产品参数：

福玛特金星E-550G 地宝家用扫地机器人

作为中国较为有名的家政机器人品牌，福玛特的系列产品在国内有着不错的口碑，在进行网络销售的同时，在全国同时分布着600余家线下实体店。

核心技术：

（1）全语音提示，操作更精准。

（2）智能灰尘感应灰尘识别系统实时侦测地面灰尘浓度，将自动加大功率重点打扫。

（3）虚拟墙设定界限打扫过程中使用虚拟墙对无需打扫的空间进行隔离，限制其在制定区域工作，虚拟墙的有效范围可达～3m。

（4）HEPA双重“霾”过滤，毛发尘螨统统搞定机器内置双层过滤网可过滤掉微米的灰尘，杜绝漏灰，二次污染等现象。

（5）PSD智能防跌落系统底部配备了高速智能探测器，对地面进行每分钟30000的探测，如遇到楼梯等坠落危险区域，PSD系统会自动启动纠正清扫路线，避免伤害到机身和地板。

（6）轻松跨越障碍机器采用高级橡胶包软，对地面摩擦力增强的同时又不会损伤到地板，而且机器还具有了20度的爬坡能力，轻松穿越地面凸起。

（7）智能遥控可以自定义模式，使得清扫更加智能便捷。

产品展示：

产品参数：

调研结论：

在对产品进行调研之后，我们小组发现扫地机器人目前的主要特点有：

1.从寻路模式来看：主要分为两种，即随机碰撞寻路式和自主路径规划式。随机式是通过程序算法完成的，如iRobot Roomba 610，它采用十分复杂的随机寻路算法，实现接近100%覆盖率并且躲避所有障碍物进行清扫。而自主规划式又分为两种定位引擎，一类是以Neato XV-11的RPS激光绘图引擎为代表的边界扫描式定位引擎，另一类则以Evolution Mint的NorthStar北极星室内定位系统为代表的偏移检测式定位引擎，其中激光绘图引擎效果优于后者。从目前的发展来看，扫地机器人逐渐从随机式向自主式过渡，显然自主式规划更具智能化，其清扫覆盖率也更高。

2.从清扫模式来看，目前绝大多数的扫地机器人都支持灰尘自动识别功能，可以通过识别灰尘的大小和形状来选择最佳的清扫模式。

3.扫地机器人必须有良好的避障性，能避开各种家具的边角，而且可以识别台阶等落差高度，以免摔坏。

4.具有扫完自动充电功能，无需手动充电，还可以定时预约，每天自动清扫。

5.可以切换多种控制模式，既可以自动清扫，还可以通过遥控甚至手机手动控制。

目前主要存在的问题：

1.多数扫地机器人噪声比较大，多适合于上班不在家时使用。

2.对于顽渍的清理效果非常差，边角的清理效果差，只适合于清理碎屑，不适合清理粘附于表面的污渍。有水渍时不利于清扫。

3.路径规划效果不够好，覆盖率还有欠缺。

4.价格偏贵，一般人不容易接受。

从以上的调研可以看出，扫地机器人虽然已经除了很多产品，但国内的扫地机器人从性价比上还不能够令人满意，因此其购买率也不是很高。其中最大的缺点在于清扫的效果并不尽如人意，而且噪声偏大，适合于上班不在家时使用。因此我们小组认为如果能设计出扫拖一体的智能机器人，其清洁效果必然会得到较大的提高。目前市场上也有这种产品，不过其拖地的效果非常差，两种模式的切换也不够智能，整体效果并不好。如果能改进这种扫拖一体的模式，处理好扫拖

切换，可以先拖再扫，这样可以加强对顽渍的清除效果。目前扫地机器人最大的技术难点仍然在于寻路模式上，随机寻路模式对算法要求较高，国内一些产品采用的算法简单，效果差。而国外复杂的寻路算法都是有自己的专利保护的。自主规划路径要求激光绘图仪或者室内导航系统，这样成本又比较高，而且技术难度也比较大，所以国内的扫地机器人目前还很少有自主寻路模式的。我们组认为可以采用一些传感器和算法，采用半自主寻路模式，实现经济性和实用性的统一。