Jak działa nawigacja w odkurzaczach automatycznych?

Zastanawiasz się, w jaki sposób roboty odkurzające są w stanie precyzyjnie nawigować po mieszkaniu, skutecznie usuwając zabrudzenia i przy tym się nie gubić? Zanim opracowano nowoczesną technologię precyzyjnej nawigacji laserowej, producenci tworzyli systemy mapowania oparte na losowych algorytmach, żyroskopach i kamerach. Dowiedz się, jak działają technologie mapowania w odkurzaczach automatycznych i zapoznaj się z technologiami zaimplementowanymi w robotach sprzątających RoboJet. Co ciekawe... To, że jakiś sposób nawigacji znajduje się niżej w hierarchii zaawansowania technologicznego wcale nie oznacza, że nie sprawdzi się on właśnie u Ciebie. Po prostu każdy musi wybrać robota dostosowanego dokładnie do swoich potrzeb i budżetu. 

Pierwsza nawigacja oparta na losowości 

Pierwszym odkurzaczem automatycznym RoboJet z systemem nawigacji opartym na losowości był RoboJet Elegant (2011r.) Jak to działało? Robot sprzątający jeździł po przestrzeni mieszkania w losowych kierunkach, odbijając się od ścian i przeszkód, dopóki nie wyczerpał się jego akumulator.  

Nie była to zbyt wydajna i efektywna technologia, przez co obecnie takich odkurzacze odeszły do lamusa, a losowość w nawigowaniu została zastąpiona bardziej precyzyjnymi rozwiązaniami. 

Nawigacja algorytmiczna 

Nawigacja algorytmiczna była pierwszym krokiem ku zwiększeniu precyzji, efektywności i wydajności sprzątania. Wyposażone w tego rodzaju nawigację odkurzacze automatyczne były w stanie orientować się w przestrzeni dzięki predefiniowanym algorytmom oraz zaimplementowanym czujnikom podczerwieni.  

Dzięki zastosowanej technologii odkurzacze otrzymywały informacje o swoim położeniu. Robot sprzątający zmieniał trajektorię ruchu po wykryciu przeszkody przez czujnik lub po uderzeniu w nią zderzakiem. Sposób przemieszczania się tego typu robotów sprzątających sprowadzał się do odpowiednio zdefiniowanych algorytmów będących niczym innym, jak zbiorem działań i instrukcji dla urządzenia.  

Na przykład podczas sprzątania robot mógł zrozumieć za pomocą informacji agregowanych przez czujniki, że porusza się wzdłuż ściany. W takim przypadku uruchamiał algorytm „czyszczenia wzdłuż ściany” i kontynuował ruch w taki sposób, że ściana zawsze pozostawała po jednej stronie. Kolejnym predefiniowanym algorytmem było czyszczenie spiralne. Po zgromadzeniu informacji, że wokół robota sprzątającego nie ma żadnych przeszkód, a urządzenie znajduje się na środku pustego pomieszczenia, uruchamiany był algorytm spiralnego poruszania się po 1-2 mkw. pokoju. Po sprzątnięciu jednego kwadratu odkurzacz definiował kolejny obszar, na którym rozpoczynał czyszczenie spiralne lub przełączał się na inny algorytm.  

Roboty z tego rodzaju nawigacją wracają do bazy za pomocą czujnika podczerwieni, to znaczy nie wiedzą i nie pamiętają, gdzie jest ich stacja ładująca, dopóki ich nie wykryją.  

Tego typu nawigacja mimo podstawowej funkcjonalności cały czas jest stosowana w praktycznie wszystkich robotach sprzątających Roomba produkowanych przez firmę iRobot. Dopiero seria 900 przyniosła zmiany i roboty doposażono w kamerę znacznie poprawiającą charakterystykę pracy i pokrycie sprzątanej powierzchni.  

Nawigacja algorytmiczna oparta na czujnikach podczerwieni obecnie została znacząco usprawniona przez technologię żyroskopową lub poprzez kamery lub lasery mapujące. 

W przypadku tego typu robotów jeśli już producent wyposażył je w aplikację najczęściej nie znajdziemy wiele więcej niż możliwość programowania harmonogramu pracy oraz uruchamiania podstawowych funkcji robota. 

Tego typu nawigacja mimo podstawowej funkcjonalności cały czas jest stosowana w praktycznie wszystkich robotach sprzątających Roomba produkowanych przez firmę iRobot. Dopiero seria 900 roboty doposażono w kamerę znacznie poprawiającą pracę i pokrycie sprzątanej powierzchni. 

Nawigacja kartograficzna SLAM 

Nawigacja kartograficzna wykorzystująca technologię SLAM (ang. Simultaneous Localization and Mapping) to obecnie jeden z najpopularniejszych rodzajów nawigacji w odkurzaczach automatycznych i ogólnie w robotyce. 

Nawigacja oparta na technologii SLAM polega na tym, że urządzenie zapamiętuje punkt startowy i zapisuje w pamięci trasę, którą pokonuje. Roboty wyposażone w nawigację SLAM najczęściej są wyposażone również w żyroskopy, które są w stanie precyzyjniej kontrolować kąty obrotu urządzenia, dzięki czemu ich ruch jest lepiej skoordynowany i bardziej dokładny. Nie dopuszczają one odchyleń od trasy odniesienia i skuteczniej radzą sobie z omijaniem przeszkód. 

Dzięki temu jest ono w stanie sprawniej i bardziej inteligentnie czyścić fragment mieszkania. Poza tym dzięki zbiorowi czujników podczerwieni, zderzeniowych, żyroskopów oraz algorytmom SLAM odkurzacz jest w stanie precyzyjnie powrócić do stacji ładowania. 

Przykładem robota wyposażonego w technologię SLAM wspieraną żyroskopami jest min. RoboJet Duel 3. Tego typu robot świetnie się sprawdzi przy dość prostym układzie pomieszczeń i w mieszkaniach lub domach o powierzchni nie przekraczającej 100m2. Zatem jeśli masz właśnie takie mieszkanie lub niewielki dom RoboJet Duel 3 może się okazać dla Ciebie rozwiązaniem dającym najlepszą relację ceny do możliwości. 

W przypadku nawigacji SLAM jeśli już urządzenie można spiąć z aplikacją najczęściej będziemy mogli oprócz podstawowych funkcji podglądać w niej mapę pracy urządzenia z odzwierciedloną ścieżką przejazdu. Z racji braku elementów wizualnej kontroli otoczenia takich jak kamera lub laser mapa może nie będzie perfekcyjna jednak z pewnością podniesie komfort użytkowania robota. 

Przeczytaj do końca, aby zobaczyć jak wygląda porównanie map stworzonych przez roboty pracujące w różnych technologiach mapowania. 

Nawigacja VSLAM z kamerą 

Ulepszoną i jedną z najbardziej optymalnych obecnie technologii mapowania w odkurzaczach automatycznych jest system SLAM uzbrojony w kamerą. Takie połączenie to już VSLAM czyli Visual Simultaneous Localization and Mapping.  Pozwala on dokładnie odwzorować i zapamiętać położenie wszystkich obiektów w mieszkaniu, a w nawigowaniu wykorzystuje zarówno ściany, jak i obraz sufitu. W ten sposób odkurzacze automatyczne wyposażone w technologię VSLAM są w stanie odwzorować plan pomieszczeń i przekazywać jego obrys do aplikacji mobilnej. W efekcie zobaczymy dużo bardziej dokładną mapę w aplikacji oraz otrzymamy najczęściej dodatkowe funkcje takie jak tworzenie wirtualnych ścian oraz strefy sprzątania.  

Przykładem nowoczesnego odkurzacza sprzątającego wykorzystującego technologię VSLAM z kamerą jest model RoboJet Focus. Poza wyznaczaniem stref sprzątania, tworzenia wirtualnych ścian w aplikacji czy śladu pracy, urządzenie jeśli nawet nie posprząta całej powierzchni na jednym naładowaniu baterii wróci w miejsce gdzie skończył, aby dokończyć pracę. Ponadto RoboJet Focus został wyposażony w funkcję wykrywania dywanów bardzo pomocną przy mopowaniu podłogi na mokro. 

RoboJet Focus jest najczęściej wybierany przez użytkowników posiadających mieszkania powyżej 100m2 i mających większe wymagania w stosunku do możliwości aplikacji mobilnej. Kamera zazwyczaj nie wystaje poza górną obudowę robota przez co roboty z technologią VSLAM zazwyczaj nie są wyższe od robotów wyposażonych w VSLAM. 

Przeczytaj do końca, aby zobaczyć jak wygląda porównanie map stworzonych przez roboty pracujące w różnych technologiach mapowania. 

Nawigacja laserowa 

Mapowanie laserowe to najbardziej zaawansowana i dokładna metoda nawigacji dla automatycznych odkurzaczy sprzątających. Urządzenia wyposażone w tę technologię zazwyczaj mają zainstalowany dalmierz laserowy i głowicę mapującą i nawigującą urządzeniem. Technologia laserowa odznacza się najwyższą precyzją, przez co odkurzacze automatyczne są w stanie niezwykle dokładnie omijać przeszkody i zapewnić najwyższą dokładność sprzątania. 

Określenie technologia laserowa jest pewnego rodzaju uproszczeniem, bo w tego typu robotach najczęściej zastosowany jest lidar będący połączeniem lasera z teleskopem. Warto zaznaczyć, że lidar jest w pełni bezpiecznym rozwiązaniem i nie może zaszkodzić np. naszym oczom. 

Roboty sprzątające wyposażone w lidar elastycznie adaptują się do dynamicznych przeszkód pojawiających się w obszarze sprzątania i mogą weryfikować dokładność sprzątniętej powierzchni. Jeśli wymaga ona ponownego czyszczenia, odkurzacz powróci do danego obszaru i wyczyści go ponownie. Roboty sprzątające wyposażone w lidar wiedzą, gdzie znajduje się ich stacja ładowania i w przypadku wyczerpania akumulatora, powrócą do niej, naładują ogniwa i wznowią program sprzątania, o ile nie został on zakończony. 

Nie ma jednak róży bez kolców... Lidar zazwyczaj umieszczony jest w kopułce zamontowanej na górnej obudowie robota. W efekcie robot z lidarem będzie zazwyczaj wyższy o ok. 2cm od pozostałych robotów. Ze względu na to przed zakupem robota z lidarem warto zmierzyć jaką mamy odległość mebli od podłogi, aby robot po prostu się tam zmieścił.  

Odkurzaczem wyposażonym w technologię mapowania laserowego jest nowoczesny odkurzacz automatyczny RoboJet X-One. Pozwala on na weryfikowanie śladu pracy w nawigacji, stawianie wirtualnych ścian, wyznaczanie do 9 stref sprzątania, do 8 stref wykluczonych ze sprzątania, 8 wirtualnych ścian, a także może sprzątać w trybie punktowym. Dzięki zastosowaniu lidaru w połączeniu z technologią Laser360° PRO w robocie odkurzającym X-One dostaniemy w aplikacji perfekcyjną mapę odwzorowującą zarówno ścieżkę przejazdu robota jak i ściany. 

Jeśli posiadasz duże mieszkanie lub dom i jesteś najbardziej wymagającym użytkownikiem lubiącym zaawansowane możliwości aplikacji to RoboJet X-One będzie najlepszym wyborem.  

Rekomendacje

Odradzamy zakup robotów z systemem nawigacji opartym na losowości, ponieważ ta technologia jest już przestarzała, a efektywność sprząta dużo mniejsza w dobie tak zaawansowanych technologii. To tak jakby kupić magnetowid ;) 

Jeśli jest to Twój pierwszy robot odkurzacz i nie chcesz wydawać dużych pieniędzy, zwróć uwagę na roboty z systemem nawigacji SLAM, który jest w modelu RoboJet Duel 3. Robot otrzymał wyróżnienie PC World " Najlepsza opłacalność " w 2018 roku.

Dla tych, dla których jest ważna technologią i/lub posiadają dużą powierzchnię domu, to najlepiej sprawdzi się robot z laserem i największą dokładnością mapowania. Radzimy przyjrzeć się bliżej robotowi X-One – „Najlepszy zakup”, PC World 2019.

Szukasz równowagi między najlepszym rozwiązaniem,  jest nie chcesz wydawać dużych pieniędzy? W takim razie polecamy robot z kamerą. Jednym z najlepszych robotów w tej technologii jest RoboJet Focus.

Aby uzyskać bezpłatną konsultację, napisz do nas na maila [email protected] lub zadzwoń pod numer +48 22 355 31 55, a my pomożemy Ci wybrać najlepszego robota.