扫地机器人的感知能力,正在进化……

如题,扫地机器人的感知能力一直在提升,例如早期的扫地机器人主要以遵循随机运动的原则行进,当碰到障碍物时就随机转向,直到碰到下一个障碍物,如此循环往复。不过,这样的方式缺点也很明显。
比如清扫有楼梯的房子会跌落,或者算法功能不全、卡在墙角不懂“转身”,或者扫地机器人“身高”太高,无法“潜入”沙发底下清扫等等。于是,从业界纷纷为扫地机器人添加“立体感知”的功能。这个过程恰好是2d向3d感知能力进化的过程,其中tof的发展路线更为突出!
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3d tof应用于扫地机器人 与3d感知在手机领域的应用类似,当前市场上扫地机器人的3d感知技术也包括有结构光、立体视觉(stereoscopy)以及3d tof。这三种方案也的确是目前光学测距方案中的主流。
主流的3d感知技术
1 立体视觉
大多采用双摄或者多摄的方案,以三角测量法进行距离检测——一般的立体视觉都是被动光学测距方案,因为这类方案并不会主动发出光,而是采用普通的摄像头。因此立体视觉应用受限于光照环境,暗光环境下其感知能力便会大幅下降。这样一来扫地机器人也就无法在夜间或光照弱的环境下高效工作了。
2 结构光
是在iphone将其应用于face id之后。结构光和tof一样,也属于一种主动光学测距方案,即包含了发射端和接收端两部分。不过结构光的发射端在技术要求上会明显比较高,它需要发射包含某种图案的光斑(编码的结构光),再由接收端来捕获投射到场景中的光斑,根据光点的形变来计算距离。这种方案的特点是通常精度比较高,但成本也更高,而且测量距离受限于接收端到发射端的baseline距离。
3 3d tof
可说是规避了上述两种主流方案缺陷,相对折中的一种技术了。前文提到了tof单点光学测距,3d tof即是指将单点扩展到多点,即可实现向真正3d感知的过渡。这种方案在精度方面不及结构光,单光学系统的复杂性也高于立体视觉,很多应用场景也无法替代结构光和立体视觉——所以这三者可说是互补的关系。
不过,在扫地机器人这个具体的应用上,3d tof具有先天的适用性,比如通常在相同模组体积内,其测量距离大于结构光;而且在强光或者暗光环境下都能工作,显然对环境的适应性又高于立体视觉。所以在扫地机器人的3d感知能力上,tof是优选。
英飞凌3d tof解决方案 作为传感器产业的领导者,英飞凌面向手机、智能家居等终端产品,已经推出了相应的3d tof传感器,以及将发射端、接收端、控制电路等组件封装到一起的tof模组产品及相应的软件解决方案。 例如3d tof传感器 irs2381c,这是英飞凌推向消费市场的一款tof图像传感器,并成功在扫地机器人上量产。这颗传感器包含3.8万像素;在形成完整的tof模组之后,其封装尺寸在4.4 x 4.8mm;构成的扫地机器人方案距离感知能力,从近前的0.1米,延伸到5-6米外,深度精度在毫米级别;且算力要求以及功耗比较低。因此,这一方案可以轻松“搞定”家居环境中的扫地机器人应用!
屡获殊荣的英飞凌3d tof传感器 irs2381c 知其然,更须知其所以然。有了英飞凌先进的3d tof传感器,打造一款更智能的扫地机器人还会碰到哪些设计挑战?康康《2020英飞凌电源与传感系统大会》,英飞凌市场经理张铁虎先生为你讲述“xensiv™智能传感器让扫地机更智能”的诀窍,还将揭秘英飞凌第五代tof传感器产品的全新特性与优势。现在扫描下方二维码,开启报名吧~
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