робот пылесос какие датчики лучше оптические или инфракрасные
Как выбрать робот-пылесос: разбираемся в хитростях навигации
Как робот-пылесос ездит по квартире? Как выбрать робот-пылесос, чтобы он успешно ездил именно по вашей квартире? Узнаем вместе.
Один из вопросов, который возникает, когда мы начинаем присматривать робот-пылесос — какой выбрать, чтобы он шустро бегал по квартире и требовал минимум вашего внимания? Современные роботизированные пылесосы умеют ориентироваться в пространстве множеством различных способов.
В этой статье попробуем объяснить, какие существуют технологии навигации, благодаря которым передвигается робот-пылесос, и как выбрать лучший вариант именно для вашего жилища, будь то малогабаритка без балкона или коттедж в несколько этажей.
Выбор робота пылесоса: все о технологиях навигации
Но обо всем по порядку. Расскажем, какие технологии используются для того, чтобы заставить робот-пылесос двигаться.
Каждый робот-пылесос оснащен системой навигации. В нее могут входить три вида датчиков:
Для таких фотографий есть отдельное название — «Roomba art». К роботу-пылесосу прикрепляется светодиод, а затем его движение по комнате снимается с долгой выдержкой. Снимки объединяются, пылесос убирается из кадра, и получаются фантастические узоры.
В первом случае робот опознает препятствие, столкнувшись с ним, и едет в противоположную сторону — для этого такие модели снабжаются мягким бампером. Пылесосы с контактной навигацией самые дешевые, например, вот такой Clever & Clean :
Во втором случае, робот-пылесос опознает препятствия, не доезжая до них. Он как бы ограничивает себе зону уборки, внутри которой он может двигаться по разным траекториям: по прямой, зигзагами, кругами. Ограничение зоны уборки может осуществляться тремя методами:
Два последних метода — опциональные: излучатели и магнитную ленту нужно покупать отдельно. Первые дороже, вторая — дешевле. К тому же, их еще надо найти: например, заказать с Aliexpress. Впрочем, та же Xiaomi официально продает в России расходники для своего робота-пылесоса Mi Robot Vacuum Cleaner:
Наконец, самые продвинутые модели имеют функцию построения карты помещения. Один раз проехав по дому и запомнив маршрут, такой робот-пылесос будет всегда знать, куда ездить можно, а куда — нельзя. Цены, конечно, у таких устройств соответствующие. Например, такая функция есть у модели Neato Botvac Connected — ему даже можно «нарисовать» оптимальную траекторию движения в мобильном приложении:
Робот-пылесос: как выбрать лучший для себя?
Для начала, стоит помнить, что вы покупаете не просто самодвижущуюся лежанку для кота, но в первую очередь, устройство для уборки. Чтобы обеспечить надлежащее качество, рекомендуем ознакомиться с нашими гайдами по выбору пылесосов:
В вопросе, какой робот-пылесос выбрать в 2018 году с точки зрения навигации, единых рекомендаций быть не может. Постарайтесь принять в расчет площадь и геометрию пространства, в котором ему предстоит убираться.
Что еще стоит учесть?
Для того чтобы помочь роботу-пылесосу эффективнее двигаться в вашей квартире, следует принять в расчет еще несколько вещей:
А еще выбрать робот-пылесос может помочь наш обзор:
Фото: Flickr, Xiaomi, Neato, iRobot
Как выбрать робот-пылесос и не потратить деньги зря
Хороший робот-пылесос освободит время и соберет мусор с пола. Плохой будет елозить туда-сюда по комнате без пользы. Расскажу, как отличить первый от второго не потратить деньги на ерунду.
Вот на какие параметры стоит обратить внимание.
Тип уборки
Есть несколько типов уборки.
Сухая. Робот работает как обычный пылесос: собирает пыль и мусор, но пол не протирает. Отлично подходит для ежедневной уборки, дома становится чище. Такой пылесос не отмоет грязь, например следы пролитого кофе.
Влажная уборка. Это уборка с помощью насадки из микрофибры, которая впитывает жидкости. У таких пылесосов нет контейнера для сбора мусора. В зависимости от модели устройство может или просто протирать поверхность увлажненной тканью, или разбрызгивать воду, мыть пол и собирать грязную воду.
Комбинированный тип. Это возможность возможность самостоятельно выбирать, сухую или влажную уборку использовать. Такие пылесосы дороже.
Например:
🤖 Для сухой уборки — iRobot Roomba за 16 900 Р
🤖 Для влажной уборки — iRobot Braava за 21 700 Р
🤖 Комбо — Okami U100 Laser за 39 990 Р
Пылесборник
В «сухих» пылесосах ставят циклонный пылесборник — пластиковый контейнер, куда попадает весь мусор. Когда пылесборник заполнится, его нужно вытащить, вытряхнуть пыль в мусорное ведро, а потом помыть контейнер. Во «влажных» пылесосах есть дополнительный фильтр и контейнер для воды.
Производители делают пылесосы с разными объемами пылесборника — от 0,2 до 1 л, в среднем 0,6 л. На практике объем не особо важен: производитель рекомендует чистить пылесборник как можно чаще, желательно — после каждой уборки. А на один раз хватит даже небольшого объема.
Например:
🤖 Пылесос с пылесборником объемом 0,2 л — Samsung за 24 990 Р
🤖 0,42 л — Xiaomi за 22 690 Р
🤖 0,8 л — Panda за 19 990 Р
Легкость обслуживания
Если приобрести пылесос без дополнительных фильтров и щеток, то обслуживать его легко: достаточно после уборки помыть контейнер-пылесборник. Еще может потребоваться чистить фильтр. Периодичность указывают в инструкции, обычно — раз в неделю.
Фильтры. Можно купить пылесос с фильтрами тонкой очистки — например, с популярным HEPA-фильтром. Он работает как сито: пыль оседает на волокнах фильтра, а очищенный воздух выходит обратно в комнату. Но есть проблема: если использовать пылесос с грязным фильтром, то застарелая пыль и частицы плесени будут попадать в воздух во время уборки.
Фильтры бывают двух видов — одноразовые бумажные и многоразовые синтетические. Вторые можно мыть — как правило, это приходится делать после каждой уборки. Одноразовые по мере загрязнения меняют на новые.
Щетки. У всех пылесосов есть боковые щетки, которые заметают грязь и пыль по пути. В контейнер мусор попадает с помощью турбощетки, которая расположена в основании робота. В некоторых моделях такой щетки нет — тогда пылесос просто всасывает пыль.
Турбощетка помогает собрать грязь, которую не засасывает пылесос. Она полезна, если у вас домашние животные или вы живете в пыльном районе. Щетку придется чистить после каждой уборки, иначе произойдет обратный эффект: пылесос будет размазывать по полу скопившуюся на волокнах грязь.
У робота-пылесоса с функцией влажной уборки дополнительно придется мыть тряпку, которая протирает пол. Лучше — после каждой уборки, а перед уборкой ее стоит смочить, чтобы устройство сразу же начинало мыть пол.
Например:
🤖 Пылесос со стандартным фильтром — Philips за 31 542 Р
🤖 С HEPA-фильтром — Xiaomi за 12 441 Р
🤖 С турбощеткой и функцией влажной уборки — Xiaomi за 23 690 Р
Мощность всасывания
Роботы-пылесосы пока не могут сравниться с обычными пылесосами по мощности и эффективности: «умные» устройства подходят для ежедневного поддержания чистоты, но не для полноценной уборки.
Проблема в том, что производители не указывают эту характеристику: ее нет в фильтрах интернет-магазинов, а у многих моделей она отсутствует даже в инструкциях и спецификациях. Поэтому, если вы хотите очень мощный пылесос, который будет собирать максимум пыли и грязи, ищите модели с указанной мощностью. В среднем все роботы работают с более-менее одинаковой эффективностью.
Не путайте мощность всасывания с потребляемой мощностью — количеством энергии, которая требуется пылесосу для работы. Продавцы в магазинах часто выдают вторую за первую. Это разные показатели: потребляемая мощность не связана с эффективностью очистки.
Например:
🤖 Пылесос с мощностью всасывания 25 Вт — Xiaomi за 12 441 Р
🤖 Мощность 58 Вт — Roborock за 32 316 Р
Время работы
Обычно такие длинные перерывы в уборке раздражают, особенно если пылесос разрядился на середине комнаты. Поэтому лучше рассчитывать емкость аккумулятора так, чтобы одного цикла хватило на всю квартиру или хотя бы точно на несколько комнат.
В расчете времени работы нужно учитывать не общую площадь квартиры, а ту, которую будет чистить пылесос: не каждое устройство сможет заехать под шкаф или кухонный гарнитур. Проще всего прикинуть грубо в большую сторону.
Например:
🤖 Для однокомнатной квартиры 40 м 2 — iRobot с временем работы до 60 минут за 16 900 Р
🤖 Для двухкомнатной 60 м 2 — Tefal на 100 минут за 19 848 Р
🤖 Для большого дома — SUPRA на 240 минут за 20 590 Р
Способ ориентирования в пространстве
Объезжать препятствия роботам-пылесосам помогают несколько видов датчиков. Самые простые и популярные — инфракрасные датчики, которые умеют определять стены и находить базу для подзарядки.
Еще есть ультразвуковые и оптические сенсоры — они пускают звуковые и световые волны, а затем считают время до их возврата. И так определяют стены, ножки стульев, дверные проемы и находят границу между полом и ковром.
Усовершенствованные модели умеют строить карту помещения: робот с помощью сканеров считывает пространство, обрабатывает и запоминает его, а затем прокладывает оптимальный маршрут. Можно самостоятельно устанавливать тип движения пылесоса: по спирали, зигзагом или по диагонали.
Необязательно выбирать самый навороченный пылесос с несколькими видами датчиков: простое устройство с инфракрасными сканерами отлично справится с уборкой. Но, если взять пылесос с построением карты помещения, время на уборку сократится: пылесос будет знать, куда ему ехать, и не будет выходить на уборку каждый раз как в первый.
Только убирайте с пола все, что пылесос может намотать и остановиться. Если приподнять некоторые модели во время уборки — например, Сяоми, — то карта «обнулится» и робот начнет путь с начала.
Например:
🤖 С инфракрасными датчиками — Kitfort за 5990 Р
🤖 С инфракрасными и ультразвуковыми датчиками — iRobot за 29 800 Р
🤖 С оптическими датчиками — LG CordZero за 82 690 Р
Тип управления пылесосом
Обычные модели управляются с помощью кнопок на корпусе устройства и пульта дистанционного управления. Дорогие и продвинутые подключаются к вайфаю, для управления нужно скачать приложение. В таких устройствах можно отслеживать уровень заряда и запускать дистанционно — например, сидя на работе.
Проверьте, чтобы в пылесосе был таймер: с ним можно настроить автоматический старт уборки. Если будет функция программирования по дням недели, сможете построить расписание запусков: например, убираться каждый день по утрам, кроме субботы и воскресенья.
Например:
🤖 Пылесос с таймером — iBoto за 23 990 Р
🤖 С программированием дней недели — TEFAL за 15 130 Р
Кратко: как выбрать робот-пылесос
тьфунатебя, ilife v50 брал летом 2018го как раз за такую цену. и до сих пор бегает, убирается 🙂
тьфунатебя, однушка и две пушистых кошки, тоже iLife бегает уже второй год раз в несколько дней, отлично вообще.
тьфунатебя, у меня тоже ilife, с влажной и сухой модель, за 7-8 тыс брала на али полгода назад. Отличный пылесос, никаких нареканий, шерсть кота на ура всасывает
тьфунатебя, у меня проработал несколько лет только с шильдиком kitfort. А теперь проезжает некоторое расстояние и разворачивается, как будто стену увидел и так постоянно.
Но у меня простая модель без построения карты, но убирал очень хорошо, благодаря двум боковым щёткам и турбощётке.
>Принять, что робот-пылесос не заменит обычный и убираться самостоятельно все-таки придется.
Если под «убираться» понимается пылесосить обычным пылесосом, то я не понимаю почему. У меня робот-пылесос с функцией полотера ездит каждый день по расписанию, ни смысла, ни необходимости пользоваться обычным пылесосом не возникло ни разу.
Владимир, вы пишете:
>Если под «убираться» понимается пылесосить обычным пылесосом, то я не понимаю почему [робот-пылесос не заменит обычный и убираться самостоятельно все-таки придется].
Какая навигация лучше для робота-пылесоса
Навигационная система является неотъемлемой частью робота-пылесоса, ведь именно благодаря ей девайс может ориентироваться в пространстве, качественно убирать и составлять оптимальный маршрут, не застревать на одном месте. В статье разберемся с основными типами навигации роботов-пылесосов и какая из них лучше.
Разновидности навигации умных пылесосов
У каждой навигационной системы есть свои плюсы и минусы, а также отличия по точности.
С лидаром
Под лидаром понимается башенка с прорезями на верхней части робота-пылесоса, присущая устройствам с лазерной навигацией. Такое оснащение позволяет девайсу точно ориентироваться в пространстве даже в темноте, строить карту помещения с высокой точностью. Благодаря вращению излучателей внутри башни, происходит определение точного расстояния до расположенных поблизости предметов и оценка своего местонахождения. По полученным данным строится маршрут, и создается план дома.
Плюсы роботов-пылесосов с лазерным дальномером:
В рейтинге роботов-пылесосов с лазерной навигацией можно выделить такие модели:
С камерой
Последней разработкой в ориентировании умных девайсов в пространстве являются роботы-пылесосы с камерой навигации. Встраивается камера сверху гаджета и помогает устройству видеть стены, потолок, разные предметы. Особенность такой системы состоит в очень точном построении плана жилья.
Преимущества роботизированных пылесосов с камерой:
Среди моделей с камерой можно отметить:
С гироскопом
Чтобы разобраться, что такое гиронавигация в роботе-пылесосе, нужно рассмотреть саму технологию. В основе лежит замер угловой скорости девайса, на основе чего определяется его местоположение и направление движения. Устройство запоминает, откуда приехало и куда ему нужно переместиться.
Плюсы такого типа навигации:
Выяснив, что представляет собой гироскопическая навигация для робота-пылесоса, стоит выделить лучшие модели с таким оснащением:
Подводя итог, можно сказать так, что все перечисленные системы ориентирования являются современными и имеют высокую точность. Однако специалисты утверждают, что для робота-пылесоса лучшей системой навигации является сочетание лидара и фронтальной камеры.
Как работают сенсоры роботов-пылесосов
Содержание
Содержание
Наблюдение за работой робота-пылесоса — довольно медитативное и умиротворяющее занятие. Но время от времени у пытливых умов появляется вопрос: «Как роботу удается ориентироваться в пространстве и преодолевать возникающие на его пути препятствия?» Давайте разбираться!
Несмотря на огромное количество мифов о работе робота-пылесоса, этот девайс по праву занимает свое место в наших домах, а все благодаря той легкости и скорости, с которой он выполняет уборку. Его эффективность во многом зависит от количества и типа электронных сенсоров, установленных на борту. В зависимости от модели, робот-пылесос использует от 6 до 15 датчиков, включенных в различные системы.
Назначение датчиков — построение карты объекта, ориентирование в пространстве и обеспечение безопасности девайса. Данные, получаемые с сенсоров, обрабатывает управляющая программа. Ориентируясь на полученные значения параметров, применяются те или иные сценарии, непосредственно влияющие на действия робота-уборщика.
Только слаженная работа всех систем обеспечивает работу пылесоса.
Система позиционирования
Основная система любого робота-пылесоса, отвечающая за построение карты убираемой территории и определение точного местоположения электронного уборщика внутри помещения.
В основе работы системы лежит метод SLAM (Simultaneous Localization And Mapping), основная идея которого — построение ситуационной карты и локализация объекта в пространстве. Это происходит следующим образом. Сканер, установленный на объекте, проверяет пространство вокруг и по отклику своих датчиков составляет карту местности.
В сегмент бытовой техники изобретение пришло из области освоения космоса и близлежащих планет: одними из первых такие радары (точнее, лидары) получили луноходы и марсоходы.
В роботах-пылесосах построение карты необходимо для определения оптимального алгоритма уборки. После составления карты управляющая программа разрабатывает и отдает на исполнение оптимальный маршрут передвижения робота. Мобильный пылесос должен заглянуть даже в самый отдаленный уголок!
В современных роботах-пылесосах построение карты окружающего пространства производят одним из двух типов датчиков.
Лазерное сканирование пространства
Сканирование пространства происходит с помощью лидара (или, как его еще называют, LDS-датчика) — прибора, применяемого для точных измерений в газообразной среде. Распознать LDS-датчик достаточно просто: он представляет собой небольшой выступ в форме шайбы, расположенный на верхней плоскости девайса. Датчик содержит источник и приемник лазерного или светового луча (в маломощных девайсах применяют светодиоды, излучающие потоки света в инфракрасном диапазоне). Для обеспечения кругового обзора LDS-сенсор вращается вокруг своей оси с довольно высокой частотой.
Испускаемый световой луч, встречаясь с препятствиями на своем пути (стены, крупная мебель и т. д.), отражается от них и улавливается приемником лидара. Расстояние до препятствия вычисляется по временной задержке между генерацией и приемом лазерного луча. В большинстве моделей роботов-пылесосов частота вращения датчика, как правило, составляет 5 об/сек, чего вполне достаточно для построения карты и довольно точного вычисления положения пылесоса в помещении.
Работающие по такому же принципу датчики можно встретить и на прототипах беспилотных автомобилей.
LDS-датчик позволяет достаточно точно определять расстояние до стен, крупных предметов и других препятствий. Как правило, в роботах-пылесосах применяются датчики, позволяющие уверенно сканировать пространство на расстоянии до 6 метров.
Основным недостатком такой конструкции является то, что датчик выступает над уровнем верхней плоскости, и добавляет к высоте робота-пылесоса несколько сантиметров. В некоторых случаях это может быть критично, поскольку пылесос просто физически не сможет заехать под низко расположенную полку или пространство под кроватью или шкафом.
Визуальная система навигации
Другим способом навигации является так называемая безлидарная система, основанная на широкоугольной камере.
Вот только камера применяется особая, позволяющая создавать объемные снимки пространства. Иначе такие камеры называют «камерами глубины» или ToF-камерами (Time of Flight, что в буквальном переводе означает «время полета»).
ToF-камеры — новое веяние в сфере мобильных гаджетов. Ими оснащены многие флагманские смартфоны. С помощью такой камеры легко и довольно недорого реализуется механизм распознавания по лицу, обмануть его фотографией человека невозможно.
ToF-камера представляет собой источник света, излучающий в инфракрасном спектре, и светочувствительную матрицу, улавливающую интенсивность отраженного света. Их принцип действия схож с лазерным определением расстояния. Камера рассчитывает время с момента испускания пучка света до момента его фиксации на светочувствительной матрице, вычисляет расстояние до объекта в соответствии с временной задержкой и составляет объемную карту помещения.
Преимуществ у такого метода несколько. Во-первых, уровень освещения не играет определяющей роли. Даже в полумраке сенсору по силам «отрисовать» границы убираемого пространства. Во-вторых, камеру встраивают вровень с верхней поверхностью робота, что позволяет сделать его более компактным, и, следовательно, открыть ему дорогу в труднодоступные места.
Система ориентирования в пространстве
Задача системы ориентирования — минимизация столкновений с препятствиями, возникающими на пути робота-пылесоса.
В отличие от системы позиционирования, сканирующей пространство вокруг пылесоса на несколько метров, датчики ориентирования способны выявить препятствие в пределах одного метра. Как правило, для выявления преград используют датчики двух типов: ультразвуковые и инфракрасные.
Принцип их действия схож. В обеих конструкциях имеются передатчик и приемник сигнала. В качестве самого сигнала используют либо звуковые волны, неслышимые человеческому уху (частотой свыше 20 кГц), или световые лучи инфракрасного диапазона.
При обнаружении препятствий, управляющая программа вносит корректировку в траекторию движения робота-пылесоса и уводит его в сторону.
Ведущую роль в системе играет ультразвуковой датчик. Он располагается в передней части устройства.
Инфракрасные сенсоры располагают на боковых поверхностях робота по его периметру. Они дополняют основной датчик, обеспечивая пылесосу возможность кругового отслеживания препятствий.
Боковые датчики выполняют еще одну функцию. Они обеспечивают движение робота вдоль стены, когда нужно убрать по периметру помещения. Как правило, сенсоры позволяют выдерживать интервал от стены на уровне 10-15 мм. Этого вполне достаточно для уборки мусора подвижными щетками робота-пылесоса.
В случае, когда препятствие не попало в зону действия ни одного из перечисленных датчиков и столкновение с поверхностью все же произошло, в работу вступает третья группа датчиков, установленная в подвижном бампере робота-пылесоса, — датчики касания. При срабатывании они посылают сигнал в центральный процессор, а тот в свою очередь оперативно корректирует траекторию движения робота. Датчики касания выполнены либо в виде обычных концевых выключателей, либо в формате оптопары, в которой световой луч прерывается подвижным «флажком» в момент нажатия на передний бампер.
Система безопасности
Система безопасности предназначена для защиты робота-пылесоса от падений и неправильного его использования со стороны пользователя.
Защиту от падения с высоты обеспечивает группа датчиков, установленная в нижней части по периметру устройства.
Это уже привычные инфракрасные сенсоры, с тем же принципом действия, но вот логика их работы существенно отличается. Датчик постоянно отслеживает наличие твердой поверхности под колесами робота-пылесоса. Как только она пропадает (робот подъехал к краю ступени или пытается съехать с высокого порожка), центральный процессор получает тревожный сигнал с датчика и изменяет траекторию движения робота-уборщика.
Сочетание светлых и темных цветовых схем напольного покрытия может вызвать ложные срабатывания оптических датчиков высоты, вследствие чего робот просто откажется проводить уборку темных зон.
В мотор-редукторах, приводящих в движение колеса пылесоса, установлены датчики опрокидывания робота. Если одно или оба колеса окажутся вывешенными, срабатывание датчиков приведет к остановке моторов. Это убережет аккумуляторную батарею от разрядки. Возобновление работы возможно только после установки робота-пылесоса на ровную поверхность.
Датчик опрокидывания — обычный концевой выключатель, разрывающий цепь питания при опрокидывании пылесоса или вывешивании одного из колес.
Чтобы не допустить использование робота-пылесоса без контейнера для сбора мусора, в приемный лоток устанавливают датчик наличия контейнера. Вариаций исполнения не так уж и много. Самый простой — установка концевого выключателя, более продвинутый — датчик в виде геркона. На корпусе контейнера устанавливают постоянный магнит, активирующий геркон, когда контейнер установлен на свое место. Процессор «видит» замкнутую цепь и «понимает» что устройство можно использовать.
Система парковки на базовую станцию
Возвращение на базовую станцию после уборки или в случае необходимости пополнения заряда аккумулятора, — еще одна интересная функция, реализованная в роботе-пылесосе. При выполнении процедуры возвращения на базовую станцию, задействованы две системы. На первом этапе — система позиционирования, которая отвечает за текущее положение устройства по отношению к базовой станции. Алгоритм определяет кратчайший оптимальный маршрут. Когда робот-пылесос находится в зоне видимости базовой станции, в работу включаются датчики парковки.
Система работает следующим образом. В базовой станции расположен мощный инфракрасный светодиод, выполняющий функцию маяка. В корпусе робота-пылесоса имеется пара оптических приемников, захватывающих луч маяка. Каждый из приемников передает процессору свое значение расстояния до маяка, а тот корректирует маршрут движения таким образом, чтобы оба значения сигналов сравнялись по величине. Как только это происходит, считается, что робот занял позицию прямо перед базой, после чего происходит его парковка на контактных площадках базовой станции.
Как видно, датчики робота-пылесоса превращают его в полностью автономное устройство, способное самостоятельно навести порядок в доме. Получается как в той известной песне Сережи Сыроежкина: «Вкалывают роботы, счастлив человек!». Единственное, за чем необходимо следить, чтобы девайс всегда находился в строю, так это за чистотой самих датчиков.