一文看懂扫地机器人产业链

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一文看懂扫地机器人产业链

2019-1-27 00:00| 发布者: 智能硬件专家| 查看: 321| 评论: 0|原作者: 智能硬件专家|来自: 网络

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扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。

浦桑尼克Proscenic以中高端市场为主；iRobot的专利技术在行业属于顶尖级别；科沃斯是内地的领头羊。

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科技改变生活，尤其是懒癌“病人”和忙人的生活。扫地机器人，早已成为上班族或是现代家庭的家电常客。因为帮人们解放了手和时间。中国的扫地机器人大约兴起于2010年。受技术、价格、功能和企业竞争等因素影响，到目前为止，市场渗透率依然不高，沿海地区为4%左右，内陆地区仅为0.5%。据了解，美国作为全球最大的扫地机器人市场之一，渗透率也低于20%。

扫地机器人的构成：真空吸尘系统，超声波系统，越野轮，万向轮，旋转毛刷，粉尘收纳盒，电池，电机等组成。【配件】有充电线，充电座，遥控器等。

扫地机器人主要由以下几部分组成：

本体：不同的厂商品牌设计，外型会有所不同。

充电电池：一般以镍氢电池为主，部分用锂电池，但用锂电池通常产品单价较高。每间厂商的电池充电时间与使用时间也有所差别。

充电座：能提供机器人吸尘器自行回家充电的地方。

集尘盒：与一般吸尘器纸袋方式不同，都备有集尘盒可收集灰尘。大致上分为两种:中央集尘盒、置于后端集尘盒。

遥控器：控制机器人吸尘器用，也可由机身上控制。

扫地机器人产业链构成：

电机是扫地机器人不可忽视的部件。电机选择有两种：有刷电机和无刷电机。

有刷电机：工作声音大，耗电量大，寿命还短，调速不是很容易。有刷电机工作时间是：5000小时，正常使用是2-3年。且吸力大多达不到1000Pa。

无刷电机：具有可控性强，转速高，寿命长、吸力大的特点。寿命：工作20000小时左右，可以正常使用7-10年，使用寿命长后续维护成本也将大大减少。更省电，是有刷电机耗电量的1/3。其中日本进口NIDEC无刷电机为佳：1200pa大吸力，16000RPM/MIN吸尘速率。

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机器人吸尘器的工作原理：

机身为自动化技术的可移动装置，与有集尘盒的真空吸尘装置，配合机身设定控制路径，在室内反复行走，如:沿边清扫、集中清扫、随机清扫、直线清扫等路径打扫，并辅以边刷、中央主刷旋转、抹布等方式，加强打扫效果，以完成拟人化居家清洁效果。

扫地机器人主要用到的技术：

1、红外线传感红外线传输距离远，但对使用环境有相当高的要求，当遇上浅色或是深色的家居物品它无法反射回来，会造成机器与家居物品发生碰撞时间一久，底部的家居物品会被它撞的斑斑点点。

2、超声波仿生技术采用仿生超声波技术，类似鲸鱼，蝙蝠采用声波来侦测判断家居物品及空间方位，灵敏度高，技术成本高。在航空工业上都有系统的运用。

目前，扫地机器人多采用红外传感器、接触式传感器、超声波传感器等，少部分高端机型使用了线扫描激光雷达传感器。对于智能化的扫地机器人室内定位和复杂路径规划的需求而言，传感器提供的信息尚显不足。将来，视觉传感器（深度摄像头、仿生视觉、结构光传感器）、低成本高性能激光雷达传感器、软体防碰撞接触式传感器等高性能、新型传感器的应用，将给扫地机器人决策提供更丰富的选择。同时，在算法层面，需要深挖多传感器信息融合处理算法，在纷繁复杂的传感器反馈信息中，提取有效信息，并根据优化策略规则制定决策。

RGB-D是一种新型的视觉传感器，其核心是获取周围环境的RGB图像和 Depth map（深度信息），更易于获得障碍物的三维信息

同时，部分智能扫地机器人已通过网络连接实现了远程控制功能，一些扫地机器人还安装了监控摄像头，实现了远程安防监控的功能。扫地机器人体积小、可移动等特点成为其作为网络终端节点的独特优势，可延展远程安防、智能家居、视频/语音通讯终端、健康助理、陪伴聊天等多种网络节点化功能。

扫地机器人的分类：

第一种：单吸口式 单吸入式的清洁方式对地面的浮灰有用，但对桌子下面久积的灰及静电吸附的灰尘清洁效果不理想。(设计相对简单只有一个吸入口)

第二种：中刷对夹式 它对大的颗粒物及地毯清洁效果较好，但对地面微尘处理稍差，较适欧洲全地毯的家居环境。对亚洲市场的大理石头地板及木地板微尘清理较差.(清扫方式主面通过一个胶刷，一个毛刷相对旋转夹起垃圾)

第三种：升降V刷清扫系统 以台湾机型为代表，它采用升降V刷浮动清洁，可以更好的将扫刷系统贴合地面环境，相对来说对面静电吸附灰尘清洁更加到位。(整个的V刷系统可以自动升降，并在三角区域形成真空负压)

扫地机器人优缺点：

扫地机器人使用过程中的体验痛点：

第一是扫地机器人的路线规划能力（扫地机器人核心技术），
第二是扫地机器人在不同路面的行进能力，
第三是扫地机器人最为核心的清扫能力。
第四是产品续航时间短。

清扫功能

优点：对像沙发下、床下这样不易清扫的区域确实有很强的清扫作用，它能够轻松将毛发、灰尘等垃圾清理干净。

缺点：它在家具密集的空间中工作时有点力不从心，要么卡在餐桌和餐椅之间，要么在餐桌下迷了路，十几分钟都转不出来。

清扫效果

优点：对地板上较薄浮尘的清扫效果较好，对于头发和较小的纸屑等垃圾，机器人可以轻易打扫干净。

缺点：对于较厚的灰尘层效果则不尽如人意，还有对于较大的纸片，则会卡在机器人收集垃圾的通道内，必须手工清除。

避障功能

优点：不用人工操作，能够自动避开障碍物进行清扫，可轻易避开墙壁、家具等大型障碍物，基本不会发生碰撞。

缺点：对于桌腿、家具腿、矿泉水瓶等目标较小的障碍物，很容易撞上，而且无法避开居室中的电源线。

图片来自高端扫地机器人品牌戴森360Eye官网介绍

专业术语SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）的含义是即时定位与地图构建，指的是机器人在自身位置不确定的条件下，在完全未知环境中创建地图，同时利用地图进行自主定位和导航。SLAM问题可以描述为：机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动，在移动过程中根据位置估计和传感器数据进行自身定位，同时建造增量式地图。

按传感器来分，SLAM技术主要分为两类：

一类是基于LDS激光测距传感器的SLAM技术，另一类是基于机器视觉的SLAM。

其中，激光SLAM比VSLAM起步早，框架已经初步确定，因此产品落地相对成熟，主要分为单线式和多线式。基于视觉的SLAM又称为 VSLAM（Visual SLAM），目前的主流算法是基于RGBD的深度摄像机，分为单目、多目、结构光（进一步分为单目结构光和多目结构光）、ToF等。随着机器视觉的迅速发展，VSLAM技术因为信息量大、适用范围广等优点受到关注，目前尚处于应用场景拓展、产品逐渐落地阶段。

扫地机器人全球知名品牌：

品牌	品牌历史/创立时间	企业名称
Vorwerk福维克	1883年	福维克家电有限公司
PHILIPS飞利浦	1891年	飞利浦(中国)投资有限公司
Miele美诺	1899年	美诺电器有限公司
夏普	1912年	2012年发布扫地机器人。夏普扫地机器人带有夏普开发的“纵横无尽系统”，可以通过超声波传感器和陀螺仪传感器根据房间的大小、形状、家具形状等进行合理的规划。同时还带有语音交互功能，可以展现问候、聊天、自定义语音等多种功能。借着品牌积累的名气，在日本也较受欢迎。
Panasonic松下	1918年	松下电器(中国)有限公司
Starmix驰达美	1921年	北京电星舒利电器有限公司
KARCHER卡赫	1935年	凯驰(上海)清洁系统有限公司
SAMSUNG三星	1938年	三星电子株式会社
LG电子	1947年	乐金电子(中国)有限公司
美的Midea	1968年	美的集团股份有限公司
斐纳TOMEFON	1976年	德国斐纳（TOMEFON）环境公司
康佳KONKA	1980年	康佳集团股份有限公司
TCL	1981年	TCL集团股份有限公司
海尔Haier	1984年	海尔集团公司
卫博士V-BOT	1986年	湖南格兰博智能科技有限责任公司
格兰博Grand-Pro	1986年	湖南格兰博智能科技有限责任公司
iRobot(艾罗伯特)	1990年	美国iRobot公司，第一家扫地机器人上市公司，2005年才进入家用扫地机行业，iRobot推出Roomba系列自动扫地机器人，其下的自动扫地机搭载的独家智能iAdapt专利算法和三段式清扫专利技术，令很多产品无法匹及。产品价格昂贵。
Proscenic(浦桑尼克)	1996年	台资，1998年研发出旗下第一款自动扫地机器人，高性价比的代名词
俐拓Neato	2005年成立于美国，2017年被德国福维克宣布全面收购	碧捷(广东)洁净科技有限公司，享有该领域无人导航技术的专项使用权
戴森	2006年进入中国	英国公司，做吸尘器的戴森在扫地机器人上起步较晚，2014年初才发布产品。技术型公司。主攻高端市场。戴森360 Eye是目前性能最强大的真空扫地机器人
科沃斯	2006	科沃斯机器人科技有限公司；2018年5月28日正式登陆上交所，港资。2011年之前叫泰怡凯电器(苏州)有限公司，创办于1998年，吸尘器代工厂，为飞利浦、松下、伊莱克斯等知名品牌做代工。2006年推出自主品牌科沃斯，进入家庭服务机器人领域。2009年，科沃斯推出全球首款会唱歌跳舞的地面清洁机器人地宝，口碑产品之一。
小米-米家	2010	小米科技，2016年8月31日下午，小米公司旗下品牌米家最新智能化产品——米家扫地机器人正式发布。米家扫地机器人搭载的是Neato家采用的LDS激光测距传感器，通过SLAM算法实时构建房间地图，在路径规划算法上有了革命性的突破。