銀星智能以“用機器人使生活更美好”為企業使命,以“用科技賦能機器人,成為行業領先的創新平臺”為企業愿景。核心價值就是通過自己的技術創新和勤奮讓客戶更加輕松和更加便利。通過技術創新,提升掃地機器人的用戶體驗,是掃地機器人市場破局的關鍵所在,以技術創新為切入點,使掃地機器人能自主學習家庭環境并進行多層面智能規劃清掃,將智能機器人在感知與決策技術層面的優勢,落地到家庭場景當中,是解決掃地機器人偽智能與同質化的新策略。
技術創新,砥礪前行
對于消費者而言,掃地機器人是用于解放人力的家庭清潔工具,因此其清潔力度和智能程度是最為關鍵的兩項性能指標。而對于掃地機器人來說,清潔力度和智能程度集中體現在機器人的“結構、硬件、導航技術、AIOT”全面的機器人整機技術能力。
從結構層面,要想使掃地機器人清潔能力大大提升,風機作為清掃動力部件,起著至關重要的作用。風機傳統的設計方法往往很大程度依賴于經驗,并且受困于空間,設計出來的風機往往周期長,并存在性能不穩定等問題,極大制約了智能掃地機的發展。為解決這一行業痛點,銀星智能創新性地推出8kPa大吸力風機設計方案。該方案采用專業的CFturbo流體機械軟件和仿真軟件Fluent交互式設計,使風機設計具有高度靈活性和可視性,極大縮短風機設計周期和提高風機性能的穩定性。
基于家用掃地機的具體吸力需求和分機體積等需求,我們就可以得到經過成熟理論設計的初版葉輪和蝸殼,經過Fluent軟件的流體力學仿真模擬,可以獲得實物風機的流場。通過風機流場和相關數據來觀察結構的合理性,反過來調整CFturbo葉輪和蝸殼的參數,再調整風機實物的3D模型,這樣就形成了一個風機設計的閉環體系,最終實現標準化的高效風機設計。
在硬件方面,馬達是掃地機器人動力的核心。采用永磁無刷直流電機進行驅動,代替了傳統的有刷電機的接觸式換向器和電刷。相比于傳統的有刷馬達,無刷直流馬達利用定子線圈回路的磁力來驅動永久磁鐵的轉子,通過傳感器與電子電路實現以前利用帶刷直流馬達的電刷與整流子實現的電流切換。無刷直流馬達在電流與轉矩、電壓與轉速成正比這點上,具有直流馬達的特點,而在結構上則具有交流馬達的特點,結合了兩者的優勢。且無刷直流馬達具有外型小、輸出功率大、壽命長、無火花和干擾等優點。
基于無刷馬達的研發經驗,繼續研發D-TOF激光雷達,相對于現有三角測距激光雷達,D-TOF激光雷達體積更小、精度更高、探測距離更遠,更適合于家用掃地機和商用清潔機器人的產業化應用。
導航方案是掃地機器人最重要的技術之一,被譽為掃地機器人的“眼睛”。具有規劃式路徑模式的掃地機器人是目前市場的主流。路徑規劃依賴于機器人的定位能力和地圖構建能力,目前應用的主要技術是SLAM,中文稱作同時定位于地圖創建。Localization,定位,在給定地圖的情況下,估計機器人的姿態。Mapping,建圖,在給定機器人姿態的情況下,估計環境地圖。
SLAM的難點在于實時地進行自我定位和構圖。SLAM可以理解為,機器人在未知環境中,從一個未知位置開始移動,在移動過程中,依據內置傳感器來估計位置和地圖構建進行自身定位,同時在自身定位的基礎上建造增量式地圖,實現機器人的自主定位和導航。
而按照傳感器的不同,SLAM可以分為三大類:一是基于IMU的慣性導航。二是基于LDS激光測距傳感器的SLAM;三是基于攝像頭的視覺SLAM,即VSLAM。按算法不同,我們可以將SLAM分成基于濾波的SLAM,基于圖優化的SLAM。稍微提一下,現在也有學者研究基于深度學習的SLAM。其中,激光SLAM起步更早,產品落地已經比較成熟;而VSLAM技術相對于激光SLAM,對環境光干擾能力較弱,激光雷達在實現SLAM的同時也可以起到障礙物避障、沿墻等功能。
一個SLAM系統一般包括了傳感器數據輸入模塊、前端模塊、后端模塊,和輸出模塊。輸入模塊,一般包括兩類數據,運動傳感器數據(里程計、IMU等),以及路標觀測傳感器數據(攝像頭、激光雷達、TOF、聲吶等)。前端模塊,一般是處理傳感器數據,以及數據對齊,幀間匹配等問題。后端模塊,一般是結合前端的信息,進行位姿優化,包括回環檢測和后端優化。
在目前的掃地機器人市場中,多以激光導航技術為主。在高性能上,如今銀星智能的慣性導航互補方案已可以完全媲美市場同類型的激光導航方案。
考慮到每一個掃地機器人都是家庭大數據的入口,在物聯網方面,銀星智能通過自研APP與物聯網公司的投資,實現了數據可視化、用戶數據管理、版本跟蹤、用戶自畫像、圖形化編程等多種功能,使家用掃地機器人在未來智能家居中起到核心作用。
家用掃地機器人、商用清潔機器人、搬運/配送機器人在不同的環境下都是獨立的數據入口,在當下5G高速通訊時代,大數據的收集、存儲、使用以及與深度學習、人工智能的結合,會有更大的應用市場空間。在此前提下,銀星智能開始了自己的云平臺開發之路。“銀星云”自研IOT平臺是提供物聯網設備入網的引擎,核心中轉站,可以將所有設備通過物聯網標準MQTT協議入網,并在設備授權的情況下安全通過手機APP進行控制。
加速智能,共創未來
除了行業中已開始落地的技術,對行業未來發展所需要的技術也開始做前瞻性預言。
3D視覺,就是銀星智能研究的方向之一,目前行業中主流的有雙目視覺和3DTOF兩種3D視覺測量技術。雙目技術,是目前較為廣泛的3D視覺系統,它的原理就像我們人的兩只眼睛,用兩個視點觀察同一景物,以獲取在不同視角下的感知圖像,然后通過三角測量原理計算圖像的視差,來獲取景物的三維信息。但它對于環境光照非常敏感,受光照角度變化、光照強度變化等環境因素的影響,拍攝的圖片亮度差別會比較大,這無疑加大了對算法的要求。另外兩個攝像頭間距限制了其測量范圍。TOF(TimeOfFlight)飛行時間法成像技術,它的原理是通過給目標物連續發送光脈沖,然后用傳感器接收從物體返回的光,通過探測光脈沖的飛行時間來得到目標物距離。目前,銀星智能同時開展了雙目視覺和3DTOF相關的SLAM、物體識別等研究,相信在未來會看到更多創新技術的產品。
定位導航技術可以解決機器人本身的感知問題,而人機交互技術可以解決人和機器的交流問題。隨著傳感器和路徑算法的應用,目前市面上的掃地機器人已經具備獨立規劃清掃路徑、斷點續掃、多地圖保存、智能分區等眾多功能。但在個性化消費時代,用戶在選購產品已不局限于功能需求,情感上的滿足成為購買的決定因素之一。作為智能化程度最高的清潔類產品,掃地機器人在當今“萬物互聯”轉型的大浪潮中,也獲得了更加廣闊的發展空間。
在行業技術上,銀星智能不但自研,還引入了“賽馬機制”。即銀星智能不但自己做技術創新,還會引進外部的先進技術,實現了技術的互相彌補,查缺補漏。深耕行業15年的銀星智能,走到今天,我們不再滿足于“今天又攻克了一項技術難題”,而是要“讓整個行業去努力填補領先的市場需求”。打造行業技術生態鏈,不僅可以使掃地機器人各模塊擁有最先進的技術,優化產品的使用體驗,更能促進整個行業的共同進步,為掃地機器人產品進入全球億萬家庭貢獻新力量。
中傳動網版權與免責聲明:
凡本網注明[來源:中國傳動網]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為中國傳動網(www.hysjfh.com)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯系。任何媒體、網站或個人轉載使用時須注明來源“中國傳動網”,違反者本網將追究其法律責任。
本網轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯網或業內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。
如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。

關注伺服與運動控制公眾號獲取更多資訊

關注直驅與傳動公眾號獲取更多資訊

關注中國傳動網公眾號獲取更多資訊
- 運動控制
- 伺服系統
- 機器視覺
- 機械傳動
- 編碼器
- 直驅系統
- 工業電源
- 電力電子
- 工業互聯
- 高壓變頻器
- 中低壓變頻器
- 傳感器
- 人機界面
- PLC
- 電氣聯接
- 工業機器人
- 低壓電器
- 機柜