扫地机器人核心原理

REF：家庭扫地机器人市场需求及发展趋势分析 REF：家用扫地机器人技术发展现状

近期新闻看到iRobot正式申请破产，这个一度风靡全球的扫地机器人终于退出历史舞台，但是他带来的一众国内扫地机器人的厂家仍旧还在披荆斩棘的路上。

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1. 发展历程

上个世纪，瑞典推出了三叶虫扫地机采用单滚刷作为首次推出的扫地机器人，后20世纪初，美国iRobot推出”边刷+滚刷+吸尘口“的三段式清扫结构，并引入灯塔原理辅助定位，之后陆续有公司开始采用摄像头、陀螺仪、360°旋转的激光测距仪及雷达等传感器构建环境地图，并基于地图引入各类路径规划算法制定清扫路线，使得清扫及充电等体验越来越高效合理，目前在规划清扫、自动回充、障碍脱困和APP远程操作方面的研发也已比较成熟。

2. 路径规划原理

作为通过路径对区域覆盖的典型应用场景，通常做法是基于二维格栅地图进行离线路径规划，有通过弓字形的算法、有随机区域覆盖-内螺旋逻辑路线法、基于封闭轮廓区域的差异化清洁以及改进A* 算法 等方案实现路径规划

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3. 吸尘及清洁模块

作为扫地机器人的核心价值，融合了吸尘和清洁两部分，如下图所示，通过边刷和吸尘两部分组成，吸尘需要在环境清洁能力和使用舒适便捷间中寻求平衡，比如如果选用大吸力的吸尘能力，会因为较大转速带来较大噪声，小转速的噪声小但吸力可能不足。 在粉尘清扫上，有不同的技术方案，，早期是将细小灰尘吸附在过滤网上，大的垃圾灰尘扫入收纳盒，但需要频繁更换过滤网和收纳盒；后续有产品内置了滚动刀头，以便将大在头发及纸片切断吸入收纳盒。

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4. 当前发展情况

近些年，国内扫地机器人在感知、定位、智能化、网络等方面取得了长足发展，但仍有一些问题需要优化和改进，比如性价比仍有提升空间、清洁能力及噪声仍需优化、仍存在包括角落空间在内的清扫盲区、以及对于不同区域和垃圾的不同处置能力的提升等。