扫地机器人ldquo眼睛rdquo

扫地机器人的眼睛，藏了另一个“浴霸”。

文

王金旺

假如扫地机器人有眼耳五官，又如果我们要为扫地机器人的五官各自著书立传，“眼睛”的进化史绝对是其中最精彩的一部。

十年前，扫地机器人开始逐渐进入中国家庭，第一批进入家庭中的扫地机器人像一个刚出生的孩子，靠随机碰撞学习如何“走路”；五年前，激光雷达、路径规划算法的引入，全局规划取代随机碰撞，让扫地机器人市场开始爆发。

近年来，随着主流导航技术从LDS激光雷达发展到vSLAM视觉导航，扫地机器人已经从“听声辨位”进化到“目之所及”，正当大家还在想未来扫地机器人会有一双怎样的“眼睛”时，年，各大厂商新一轮扫地机器人的产品发布，3D传感器、dToF技术的应用，让这双“眼睛”继续进化。

这让人们更加好奇，扫地机器人眼中看到的会是怎样一个世界？

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苹果FacID“同款”方案，扫地机器人

拿来打扫边边角角

近年来，机器视觉技术在国内俘获了一大批粉丝，由于机器视觉技术能够快速适应环境变化，国内不少扫地机器人厂商也开始在产品中引入机器视觉技术。年，小米发布的米家扫地机器人1S中加入了一颗摄像头，配备了vSLAM视觉导航算法；同年，科沃斯也转向机器视觉，有所不同的是，科沃斯并没有用现在市面上较为成熟的vSLAM视觉导航算法，而是自研了AIVI视觉识别技术。

作为视觉导航技术的长期拥趸者，iRobot早在年发布的Roomba9系扫地机器人中已经开始应用vSLAM方案，在今年3月8日国内市场发售的新品Roombas9+中，又别开生面地再次加入了一个3D传感器。

雷锋网向iRobot官方了解到，与用于实现定位、导航功能的vSLAM方案中配备的摄像头不同，这个3D传感器是为了配合PrfctEdg技术进行更细致的边角清洁。

PrfctEdg技术是iRobot针对边角清洁今年提出的一项新技术，为了改进边角清洁能力，iRobot的PrfctEdg技术针对扫地机器人做了三项改进：

第一，在扫地机器人外形设计上做了较大的调整——摒弃此前圆形、方形外形，采用了全新的“D”形圆角设计；与此同时，扫地机器人底部的宽幅胶刷（也是这款机器人的主刷）也被加长了30%，五爪边刷也有所调整；

第二，针对内外墙角，通过算法设置了特殊的工作模式（自动切换），据官方资料显示，“s9+在清洁内角时机器人会先停留一秒，使得边刷充分清扫到角落再转弯；在清洁外角时，机器人会在转弯后先后退再向前行进，以免遗漏”；

第三，就是这个3D传感器的加入。

据iRobotRoombas9+产品负责人向雷锋网透露，这个3D传感器其实是一种红外结构光传感器。

据雷锋网了解，3D结构光传感器基本工作原理为：

通过近红外激光器，将具有一定结构特征的光线（一般有离散光斑、条形光，编码结构光三类）投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集。这种具备一定结构的光线，会因被摄物体的不同深度区域，而采集不同的图像相位信息，然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息，以此来获得三维结构。

其实3D结构光近两年在智能手机上应用已经很普遍，苹果早在年9月发布iPhonX时就已经开始在前置摄像头中用3D结构光方案做3D人脸识别，也就是苹果的FacID。这一方案被苹果随后的历代产品沿用至今，与此同时，国内华米OV也先后将3D结构光方案应用到了自家智能手机摄像头方案中。

那么，3D结构光传感器在扫地机器人上又是如何应用和工作的呢？

iRobot创始人ColinAngl在接受包括雷锋网在内的几家媒体采访时解释称：

3D传感器位于整台机器人正前方的中心位置，它会对周围的环境投射红外线图像，并通过视觉传感器（红外摄像头）观察这个红外线图像的成像结果，从而就前方环境构建一个非常细致的3D空间图像，更好地理解前方墙壁的几何结构。让人工智能能够更好地决策采取怎样的运动策略让机器人紧贴墙壁进行清扫。

扫地机器人的核心功能从来都是清洁能力，如何提升扫地机器人的清洁能力，让扫地机器人能够适应家庭各种场景、清洁各类地板和污渍让各家厂商煞费苦心，iRobot此次为了加强扫地机器人边角清洁能力，特意做了外形的调整，也特意为扫地机器人加入了一双看不见的眼镜——这个在智能手机领域应用相对较为成熟的3D结构光传感器，并研发了配套的AI算法。

3D结构光传感器方案经过这两年在智能手机上的应用和迭代，已经相对成熟，年前后其实已经推广应用到其他领域，例如智能门锁，大华乐橙、优点科技等均在年有推出3D结构光人脸识别门锁。而应用到扫地机器人上时，其实还需要考虑的是如何解决3D结构光方案容易受到强光环境影响。

雷锋网向业内人士了解到，3D结构光传感器虽然可以帮助扫地机器人做辅助定位和导航避障，但由于这类传感器目前成本较高，仅有少数扫地机器人在使用，传感器在设计和算法方面也有待针对扫地机器人的工作场景优化，因而目前尚未在扫地机器人产品中得到广泛应用。

显然，iRobot此次发布的Roombas9+成了应用3D结构光传感器的典型机型，至于在实际应用中清洁能力是否有明显提升，雷锋网尚且没有进行实际体验，这里暂不发表意见。不过官方在做产品推广中，此次加入的3D结构光传感器，确实也成了iRobot新机型的核心卖点。

在今年发布的扫地机器人中，将移动终端应用到的视觉方案引入到扫地机器人中的不只iRobot一家，科沃斯同样也用到了类似方案，不过科沃斯用到的是刚刚随着苹果iPadPro走火的dToF。

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被iPadPro带火的dToF，在

扫地机器人上怎么用？

3月18日，苹果iPadPro产品线时隔两年再次更新，这次更新带火了一个视觉技术方案——dToF。

dToF，中文名字是直接飞行时间（测距法），传感器硬件结构主要包括发射端和接收端。工作原理可以简单理解为：dToF传感器将调制信号发给光源驱动芯片，控制激光器发出高频调制的近红外光，在遇到物体漫反射后，接收端通过发射光与接收光的时间差来计算深度信息。

之所以这一技术能够被苹果选中是因为dToF方案原理简单、系统稳定且容易集成，但是要实现精准测距的话，技术难度会很高，需要在芯片设计、系统设计、制造工艺等方面做得都很好。

作为视觉空间定位技术专家，同时又是主要提供单目视觉空间定位技术初创公司欢创科技的创始人，周琨和他的团队对当下备受

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