В современных роботах-пылесосах используются новейшие технологии, позволяющие строить и прокладывать наиболее оптимальный маршрут во время уборки. С этой целью используется метод одновременной навигации и построения карты, известный как SLAM (Simultaneous Localization And Mapping). Часто встречается обозначение VSLAM, где символ V означает «визуальный». Данный метод помогает выстроить карту в совершенно незнакомом пространстве или обновить уже существующий маршрут. Одновременно контролируется текущее положение пылесоса и его пройденный путь.
История развития интеллекта роботов
У самых первых роботов-пылесосов отсутствовала картография, режимы движения vslam, поэтому их перемещение по квартире было беспорядочным и хаотичным. В наиболее продвинутых моделях к этому режиму добавлялось движение по спирали и вдоль стен. В дальнейшем, навигация несколько улучшилась и стала способна оценивать примерную квадратуру по некоторым явным признакам. В основном, использовалось количество ударов при столкновении робота с препятствиями. Если это происходило слишком часто, значит у этого помещения небольшие размеры.
Позднее умные пылесосы были оборудованы дополнительным приспособлением – маячком-координатором, закрывающим устройство в ограниченном пространстве на определенное время. Эти маяки устанавливались в дверных проемах и запирали агрегат в той или иной комнате на заданное время. Таким образом, зоны и режим уборки распределялись равномерно, однако, оставалась проблема пропусков мест, остающихся неубранными.
Через некоторое время система навигации устройств дополнилась камерой. В результате, пылесос охватывал все доступные площади и не оставлял загрязненных мест. Одновременно, он запоминал место, где находится база для зарядки. Постепенно модели роботов еще более совершенствовались и значительно «поумнели» с появлением слэма – метода SLAM.
Что такое SLAM
Метод SLAM состоит из двух независимых процессов, одновременно включающих в себя навигацию и построение карты маршрута. Во время его действия выполняются последовательные вычисления, проводимые в непрерывном цикле. Полученные результаты оказываются взаимосвязаны, уточняя и дополняя друг друга.
Отвечая на вопрос, что такое slam следует отметить, что для построения карты требуется сбор информации, поступающей от датчиков, ее последующая интеграция и обработка. По итогам анализа полученных данных, составляется представление об окружающем пространстве.
В то же самое время выполняется локализация, определяющая расположение пылесоса на полученной карте. Условно она разделяется на два типа – локальную и глобальную. В первом случае положение робота известно заранее, а во втором – локализация осуществляется для незнакомого места. Последний вариант, помимо основной задачи, дает возможность найти похищенный пылесос.
Таким образом, метод SLAM заключается в одновременном построении карты и локализации объекта на этой карте. Эти задачи решаются в комплексе не могут выполняться вне зависимости между собой. То есть, карта нужна для локализации, а локализация требуется для того, чтобы создать карту. Определенные трудности в этом процессе создает относительно низкая точность приборов, принимающих участие в вычислениях.
Построение карт SLAM
Карты помещений строятся двумя методами – камерами (рис. 1) и лазерным дальномером (рис. 2). В первом варианте используется навигация vslam – выполняется фотографирование поверхностей и дверных проемов. Полученные данные сохраняются в памяти устройства и применяются в дальнейшей работе.
Некоторые модели для обработки информации пользуются технологией NST, которая делает сравнение фотографий, полученных с камеры. Эти данные необходимы в дальнейшем для корректировки маршрута. Таким образом, камерная технология обеспечивает более качественное построение карт помещений, сокращает количество ошибок и захватывает большие площади для уборки.
Второй метод – лазерный был впервые использован американской компанией Neato. В каждой модели был установлен лазерный дальномер, расположенный в специальной башенке сверху корпуса. Основная задача данного устройства заключается в измерениях расстояний от пылесоса до предметов, встречающихся на его пути.
Карты SLAM в роботах-пылесосах
Современные пылесосы оборудованы обеими технологиями – камерной и лазерной. Наиболее популярными моделями считаются следующие:
- iCLEBO Omega (рис. 1). Оборудован камерой и считается наиболее мощным пылесосом. Обеспечивает высокое качество уборки, с том числе и ковровых покрытий с длинным ворсом. Тщательно вычищает углы и стыки между стенами и полами. Из недостатков можно отметить непродолжительный рабочий цикл, составляющий 80 минут и повышенный уровень шума.
- iCLEBO Arte (рис. 2). Тоже камерный пылесос, способный работать до 120 минут на одной зарядке. Может настраиваться на 2 уборочных цикла. Оборудован таймером, работает очень тихо. К минусам можно отнести низкое качество уборки ковровых покрытий.
- Samsung Powerbot (рис. 3). Оборудован лазерным указателем, способен увеличивать мощность всасывания при наличии больших загрязнений. Боковые щетки отсутствуют, поэтому аппарат недостаточно эффективен в углах.
