Root NationArtigosTecnologiasMapping Magic: Como o LIDAR realmente funciona em aspiradores de pó robóticos?

Mapping Magic: Como o LIDAR realmente funciona em aspiradores de pó robóticos?

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Imagine, o tempo está molhado lá fora, os convidados vieram até você e o seguiram no corredor - agora os restos de terra e areia se espalharão rapidamente por toda a casa, se nada for feito. Em vez de ir à varanda pegar uma vassoura e varrer, ou tirar um aspirador de pó do armário, conectá-lo a uma tomada e eliminar manualmente as consequências, você pode relaxar com uma xícara de café, pressionar alguns botões em seu smartphone , e o aspirador robô removerá em poucos minutos no modo local toda a poluição. Você nem terá que falhar! Fácil.

Mapping Magic: Como o LIDAR realmente funciona em aspiradores de pó robóticos?

O funcionamento do aspirador "inteligente" é assegurado pelos seguintes sistemas principais: módulo de navegação, mecanismo de limpeza, pesquisa de base e recarga. O sistema de navegação permite que seu assistente inteligente navegue pela casa. O correto funcionamento deste sistema não permite que a obra se perca ou não seja removida em algum lugar. Hoje, existem dois métodos de construção de um mapa de sala: usando uma câmera e usando um telêmetro a laser. Como você sabe, a eficiência de cada robô aspirador de pó depende diretamente de quão bem ele "vê" seu entorno e, consequentemente, é capaz de planejar suas ações nesse ambiente. Hoje vamos falar sobre o mapeamento de aspiradores de pó robô.

Os pioneiros do primeiro método trabalham de acordo com o princípio SLAM. O robô tira fotos da superfície do teto, paredes e portas e, assim, lembra a rota de limpeza. A tecnologia permite comparar fotos e ajustar a rota com base nesses dados. Quanto ao segundo método, os modelos são equipados com um telêmetro a laser, embutido em uma torre especial na parte superior do gabinete. O telêmetro a laser mede a distância até os objetos no caminho do aspirador. Assim, um aspirador de pó robô com, digamos, orientação a laser no espaço se orienta de acordo com os dados de um módulo de varredura a laser pulsado, o chamado LIDAR (ou sensor LDS).

aspiradores robóticos com LIDAR

Este telêmetro a laser, na verdade, em miniatura, que, girando 360° em alta velocidade (muito alta), "varre" continuamente o espaço circundante nos planos dados e calcula a distância até os obstáculos com base no tempo de reflexão dos raios e no em computador com base nestas informações faz uma estimativa da posição relativa do dispositivo e constrói a rota do seu movimento. E dado o fato de que uma das principais vantagens do LIDAR é a precisão, acredita-se que os aspiradores de pó robô sejam mais capazes de navegar em ambientes fechados, inclusive na escuridão total. O lidar em aspiradores de pó robóticos é instalado na parte superior do corpo. Esta é a chamada "torre" com um telêmetro a laser girando dentro.

Esquema LIDAR
Esquema da estrutura interna do LIDAR

As características do LIDAR são a mesma precisão de navegação em qualquer nível de iluminação, ou seja, tanto durante o dia quanto à noite. Além disso, a tecnologia de varredura a laser é mais precisa. As desvantagens incluem problemas com revestimentos de espelho de digitalização. Podem ser as portas espelhadas dos armários da sala ou as pernas cromadas das cadeiras. No entanto, você terá que aturar esse recurso.

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A maioria das empresas famosas hoje produziu pelo menos um modelo com um telêmetro a laser no kit. Seu custo é bastante alto e começa em UAH 6 (cerca de US $ 000), mas isso não impede que os amantes do conforto real comprem.

LIDAR

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Portanto, os dados obtidos permitem que você faça um mapa detalhado da sala e escolha as rotas de limpeza ideais. Os procedimentos higiênicos tornam-se claros e rápidos, sem movimentos desnecessários do aparelho. Robôs modernos com lidar são orientados no espaço tanto durante o dia quanto à noite. Eles navegam bem pela sala. Com manutenção de alta qualidade e substituição oportuna de consumíveis (filtros e escovas), esse dispositivo durará três ou mais anos.

Roborock S6 Max V
Roborock S6 Max V

Cópia emblemática de Xiaomi, exemplo, Roborock S6 Max V, que invadiu o mercado de eletrodomésticos no ano passado, ganhou um lidar tandem funcional e uma câmera estereoscópica ao mesmo tempo. Isso não só permite reconhecer objetos e obstáculos no caminho do robô, mas também monitorar a casa na sua ausência, caso o dispositivo esteja sincronizado com um smartphone ou tablet. Especialistas observam alta funcionalidade, possibilidade de limpeza úmida e seca, além de excelentes características técnicas. Mas o preço de ∼ 18 UAH não agrada a todos (cerca de US$ 000).

Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro
Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro

Outra opção que me surpreendeu agradavelmente pessoalmente é esta Xiaomi Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro. Tanto que nasceu Reveja, e tenho um assistente inteligente em casa. Seu preço já é muito mais agradável, na Ucrânia custa aproximadamente UAH 11 (cerca de US $ 000). O LIDAR também é responsável pela navegação aqui, um sensor de detecção de obstáculos é colocado na frente do para-choque mecânico e, em geral, possui 390 grupos de sensores diferentes. Mas o principal deles é o sensor de distância a laser (LDS) atualizado, que gira 19° e, de fato, é disso que estamos falando hoje. A propósito, Roman Harkhalis fez exame de seu irmão -  Xiaomi Aspirador P - ele também tem um lidar e - spoiler! - também inteligente.

Xiaomi Aspirador P
Xiaomi Aspirador P

Voltando à tecnologia, verifica-se que, em algumas voltas, o lidar pode construir várias centenas de pontos com distâncias do aspirador de pó robô à parede e objetos na sala. Depois de dar uma volta, ele rapidamente examina a sala e desenha um mapa. A própria unidade de laser não recebe energia diretamente e não possui contato direto para receber corrente. A placa do sensor a laser é alimentada por indução (a corrente é transferida de bobina para bobina de acordo com o princípio de carregamento sem fio de um telefone celular). Nessas bobinas, um fio é enrolado, coberto com uma fina camada protetora de verniz. Graças ao lidar e ao mapa embutido, o aspirador de pó não funciona aleatoriamente, como o protetor de tela no Windows, batendo nos cantos, mas passando com cuidado por toda a área (modelos sem lidar geralmente rolam de forma estranha). Isso acelera significativamente a limpeza. Além disso, o aspirador pode armazenar até quatro mapas e reconhecer pisos.

Mapa
À esquerda - um mapa de um robô com um lidar, à direita - com uma câmera.

Além disso, cada um dos 4 mapas pode ser dividido em 10 zonas especiais para as quais você pode ajustar seus parâmetros de limpeza: potência de sucção (até 3000 Pa em Xiaomi Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro), número de passagens, etc. E é possível proibir a condução em algum lugar em geral instalando paredes virtuais no aplicativo. Você pode até escolher entre limpeza a seco e úmida para diferentes áreas. No entanto, não é necessário conectar/desconectar um tanque de água separado para isso. E tudo isso se tornou possível graças ao LIDAR.

A propósito, se o seu aspirador de pó robô não vê a estação de acoplamento, gira no lugar, constrói o mapa incorretamente, dá um erro, se perde, então examine o lidar. Verifique se o LED está funcionando e se nada está interferindo na rotação do sensor. Não devemos esquecer as razões mais banais pelas quais o aspirador de pó robô não vê a base: os filmes de transporte não são removidos, o que interfere na qualidade do sinal, ou talvez a superfície do robô esteja coberta com uma camada de poeira , então você precisa limpar completamente todo o corpo.

esquema de construção de um mapa de um aspirador de pó com lidar

Mas o que quer que você diga, a navegação de mapeamento também tem suas desvantagens. Modelos com mapeamento baseado em câmera digital podem "virar" pela sala ou se perder em salas mal iluminadas. O revestimento preto pode alterar o sinal do sensor de laser em modelos com LIDAR (mas, ao que parece, isso não é um problema para Xiaomi Mi Robot Vacuum-Mop 2 Pro), e espelhos no chão aumentarão enganosamente o tamanho da sala nos "olhos" do aspirador de pó robô. Mas todas essas são desvantagens insignificantes em comparação com as vantagens de uma atmosfera sempre fresca em casa e um piso limpo.

Xiaomi

Não há aspirador de pó robô que limpe e se mova perfeitamente. Vamos começar com o fato de que às vezes você precisa liberar o robô de fios enrolados ou retirar uma meia deixada no chão. Afinal, não importa qual método de navegação seu robô aspirador usa, contanto que ele limpe a sua satisfação com o mínimo de esforço.

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Julia Alexandrova
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Café. Fotógrafo. Escrevo sobre ciência e espaço. Acho que é muito cedo para conhecermos alienígenas. Acompanho o desenvolvimento da robótica, só para garantir ...
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1 Comentário
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Volodymyr
Volodymyr
2 anos atrás

Artigo muito informativo! Mesmo possuindo um robô, aprendi muitas coisas interessantes) por exemplo, por que um aspirador de pó ataca um armário com espelho do chão ao teto em vão))
Esses artigos são mais interessantes de ler do que os técnicos ucranianos sobre tópicos no espaço))