下一个

机器人吸尘器的工作原理

作者:朱莉娅·雷顿

Roomba导航

Roomba红色微处理器
Roomba红色微处理器

自动导航系统是机器人真空机器人的关键所在,50美元型号和1500美元型号的最大区别在于导航传感器的精度。Roomba使用iRobot的AWARE(tm)机器人智能系统自行做出许多决策,因此只需最少的人力投入。感知系统由多个传感器组成,这些传感器接收环境数据,并将其发送给机器人的控制器微处理机并相应地改变Roomba的行为。

据iRobot称,该系统每秒可以适应多达67次的新输入。

广告

我们将通过以下部分了解Roomba如何导航其环境:

按下保险杠可激活物体传感器(下图)。
按下保险杠可激活物体传感器(下图)。

Roomba在按“Clean”时做的第一件事是计算房间大小。iRobot在如何实现这一点上有点模糊不清,但HowtuffWorks相信它会发出红外信号,并检查反弹到地面需要多长时间红外接收器位于保险杠上。一旦确定房间的大小,它就知道应该花多长时间清洁房间。

在购买之前,阅读吸尘器和蒸汽清洁器的评论,比较消费者指南产品的价格。

在Roomba进行清洁时,它通过在装置前底面安装四个红外传感器来避免步骤(或任何其他类型的掉落)。这些悬崖传感器不断发出红外信号,Roomba希望它们立即反弹。如果它接近悬崖,信号会突然丢失。这就是Roomba知道如何朝另一个方向前进的原因。当Roomba撞到什么东西时,它的保险杠会缩回,激活机械系统目标传感器它告诉Roomba它遇到了障碍,然后执行(并重复)连续的后退、旋转和前进动作,直到找到一条清晰的路径。

另一个红外传感器,我们称之为壁传感器,位于保险杠的右侧,Roomba可以沿着墙壁和物体(如家具)非常靠近,而不会碰到它们。这意味着它可以非常靠近这些障碍物进行清理,而不会碰到它们。它还可以确定自己的位置清洁路径iRobot所说的是一种预设算法,可以实现完全的地板覆盖。

Roomba Red的“清洁算法”;
Roomba Red的“清洁算法”

当HowtuffWorks试用它时,我们发现Roomba开始以向外移动的螺旋形进行清洁,然后朝房间的周边方向移动。一旦遇到障碍物,它就会认为自己已经到达房间的周边。然后它会沿着“周边”进行清洁“直到它碰到另一个障碍物,在该障碍物周围进行清洁时,它会找到一条清晰的路径,并在墙壁和家具等物体之间穿过房间,直到分配的清洁时间结束。这个想法似乎是,如果它清洁一段时间,它将覆盖整个地板,但它是否真的实现了完全的地板覆盖几乎是碰运气的。

Roomba一次充电可以清洁大约两个小时自动充电器在美国,当电池电量不足时,Roomba会自动返回并连接到充电器上(这种自动充电器是作为Roomba基本款的附加产品出售的,但大多数更高型号的Discovery都配备了它)。它实现这一点使用红外接收机在其前保险杠。当电池电量不足时,真空开始寻找充电器发出的红外信号。一旦找到它,Roomba就会跟踪信号,并将自己固定在充电器上。一些具有自动充电功能的机器人吸尘器在充满电后会返回来继续清洁。

所以Roomba足够聪明,可以在你看电影的时候帮你打扫地板,但你仍然需要为此做出一些决定。首先,你需要清除地板上的小障碍物,这样Roomba就不会被它们卡住或试图把它们吸起来。你还需要告诉Roomba它不应该去哪里。使用包含虚拟墙单位,你可以把机器人限制在一定的范围内。虚拟墙发出红外信号,Roomba通过保险杠上的接收器接收到。当它从虚拟墙接收到信号时,它知道要掉头朝另一个方向走。

Roomba的传感器允许它相对自主地在家中导航。现在让我们看看它是如何实现真正的目的:吸尘的。