Как работает лазерная навигация в роботах-пылесосах и зачем она нужна

С учетом того, что беспилотным автомобилям и роботам-пылесосам необходимо понимать, какова ситуация на 360 градусов вокруг устройства, в них применяются вращающиеся лидары. Луч света в процессе работы постоянно испускается в пространство, мощная электроника быстро оценивает время отражения и затем на основании этих данных формируется 3D-карта пространства.

Поскольку луч света одинаково эффективно отражается и на открытом пространстве, и в закрытом помещении, и на дневном свете, и в темноте, лидары способны работать во всех условиях. Проблемой для лидаров могут быть только прозрачные и световозвращающие поверхности, которые осложняют работу подобных систем. И если в случае с автомобилями цена ошибки из-за некорректной оценки обстановки велика, то для робота-пылесоса все максимум обернется неочищенным участком пола, что не так критично.

Таким образом источник света, который вращается с огромной скоростью, с частотой в наносекунды излучает короткие импульсы, время отражения которых от препятствий и позволяет создать трехмерное облако точек окружающего пространства. Для большей точности навигации лидары могут сочетаться с радарами и видеокамерами, но такие комплексы обычно используются в беспилотных автомобилях или летательных аппаратах, а для роботов-пылесосов подобный набор излишен. 

В качестве источника света могут использоваться лазеры или светодиоды, причем для бытовой техники чаще применяются последние, а периодичность импульсов подбирается так, чтобы она была не меньше, чем время отклика от потенциальных препятствий вокруг. Лидары могут сканировать пространство в нескольких плоскостях, но для роботов-пылесосов достаточно сканирования в горизонтальной плоскости. Затем лидар фиксирует отраженный сигнал и система обрабатывает полученные данные, формируя карту окружающей обстановки со всеми препятствиями. 

Возможны и «ДТП», если в поле зрения робота-пылесоса окажутся стеклянные или хромированные предметы, но скорость движения бытовой техники не так высока, а потом подобные ошибки не критичны. Решить ее можно либо вручную, переместив робота-пылесоса на открытое пространство, либо скорректировав созданную карту пространства в приложении устройства для смартфона. 

Зачем вообще нужны карты и навигация

Пылесосы с лидаром не просто лучше ориентируются: они ездят по четко выверенной траектории, не пропуская участков. За счет этого повышается скорость и качество уборки. А наличие карты позволяет вам использовать продвинутые режимы. Например...

• Устанавливать запретные зоны для уборки. Целые комнаты или уголки, куда заезжать не надо. 
• Назначать уборку в конкретной комнате. Правда, эту опцию должен поддерживать софт робота. 
• Визуально наблюдать за перемещениями робота на смартфоне. И понимать, где он находится, если застрял. 

Управление всеми функциями происходит через приложение. Например, Polaris PVCR 6001 Wi–Fi IQ Home поддерживает разделение помещения на зоны уборки: до 10 комнат. Его можно «вызвать» не только в конкретную комнату, но и в конкретное место — например, если вы что-то просыпали на кухне. А еще он имеет три типа запретных зон: для сухой уборки, для влажной и для любой.  Перемещения, действительно, отображаются на карте: если запустить его удаленно (из любой точки, где есть интернет), будет понятно, где он убирается и прошел ли всю площадь. 

Если для вас робот-пылесос — слишком банально, обратите внимание на нашу подборку роботов для дома, которые сделают быт проще. Ну а если проблема в некачественной уборке помещения, то стоит изучить самые распространенные сложности и способы их устранения.