Как работают сенсоры роботов-пылесосов

Роботы-пылесосы — это современная техника, которая позволяет в автоматическом режиме убирать помещения в доме. Большинство пользователей не знает, как устроена навигационная система этих приборов. В этой статье специалисты Miele рассказывают о системах и сенсорах роботов-пылесосов, которые позволяют им ориентироваться в пространстве и самостоятельно выстраивать маршрут движения.

Как работает система позиционирования робота-пылесоса

Сенсоры на корпусе пылесоса позволяют ему позиционировать себя в пространстве помещения и строить маршрут. В зависимости от модели, прибор может быть оснащен следующими датчиками:

1. Оптические. Расположены на бампере и по бокам прибора. Позволяют избежать столкновений с мебелью и другими предметами.
2. Инфракрасные. Часто расположены в нижней части робота-пылесоса. Позволяют определить высоту, избежать падений.
3. Ультразвуковые. Измеряет расстояние до предметов, имеют схожий функционал с инфракрасными.
4. Механические сенсоры. Обычно установлены в бюджетных моделях. Расположены под бампером. Определяют предмет на пути, после того как сталкиваются с ним.

В современных моделях роботов-пылесосов выделяют две основные системы навигации — лазерную и визуальную.

Лазерная навигация

Лазерный метод — один из наиболее точных способов навигации. Используется датчик-дальномер, который позволяет определить расстояние до окружающих предметов. Модели роботов-пылесосов с лидаром имеют внешнюю особенность — они оснащены небольшим выступом на верхней части. В нем расположен LDS-датчик, который вращается на 360 градусов с высокой скоростью. Это позволяет постоянно определять позицию пылесоса и измерять расстояние до объектов. Лазерная навигация имеет следующие преимущества:

• высокая точность и скорость сбора информации — прибор сканирует помещение более 1000 раз в секунду, что ускоряет процесс уборки;
• независимость от уровня освещения — робот может работать в темной комнате;
• возможность интегрировать собранную информацию с другими датчиками и сенсорами, например, инфракрасными.

Роботы-пылесосы, которые оснащены лазерной навигацией, позволяют:

• создавать карту квартиры / дома — моментально определяют видимые участки;
• эффективно убирать на большой площади — прибор выполняет уборку до определенного уровня разряда батареи, зарядив ее на базовой станции, продолжает работу.

Модели с лидаром имеют следующие недостатки:

• меньшая надежность — в сравнении с пылесосами, оснащенными визуальной системой и камерой;
• увеличенная высота пылесоса в 10-12 см — лидар расположен в верхней части корпуса и выступает за его пределы, что не позволяет прибору заехать под низкие предметы мебели;
• проблемы с зеркальными поверхностями — они отражают лучи лидара, например, зеркальные двери шкафов или хромированные ножки стола.

Визуальная система навигации

Визуальная система навигации — альтернатива лидару. Камера, установленная в роботе пылесосе, выстраивает карту помещений, сканируя потолок и делая большое количество изображений. На основании этих данных прибор выстраивает оптимальный маршрут. Система имеет следующие преимущества:

• высокая надежность — модели с камерой более долговечны;
• меньшая цена — в сравнении с роботами-пылесосами, оснащенными лидаром;
• небольшой размер — модели с камерой могут иметь высоту 7-8 см, что позволяет убирать в труднодоступных местах.

Среди недостатков системы визуальной навигации отмечают следующее:

• чувствительность к уровню освещения — для первого проезда по помещению прибору необходим свет, система может составить карту только при должном уровне освещения;
• скорость работы ниже, чем у моделей с лидаром.

Дополнительным преимуществом моделей с визуальной системой навигации считают возможность наблюдать за уборкой онлайн. Робот-пылесос Miele Scout RX2 можно подключить к домашней системе Wi-Fi и транслировать видео на мобильное устройство. Это также позволяет управлять им удаленно.

Система ориентации в пространстве

Производители роботов-пылесосов выпускают бюджетные модели, которые оснащены иными системами навигации. Они позволяют прибору ориентироваться в пространстве, делая это менее эффективно, чем лидар или камера:

1. Алгоритмы. Пылесосы оснащают инфракрасными сенсорами и механическими датчиками на бампере. Это позволяет прибору определить препятствие и изменить направление движения. Такие модели подходят для уборки небольших квартир и помещений — не более 40-50 квадратных метров.
2. Гироскоп. Установлен в модели бюджетного и среднего ценового сегмента. Позволяет строить карту помещения, не сохраняя ее в памяти, и убирать поверхности, двигаясь зигзагами. Подходит для уборки квартир и домов площадью до 60 квадратных метров.

Система безопасности

Системы безопасности робота-пылесоса позволяют ему:

1. Избегать столкновений с предметами. В зависимости от модели, за это отвечают инфракрасные сенсоры робота-пылесоса, лидар, камера или оптические датчики.
2. Распознавать перепады высоты. ИК-датчики, расположенные в нижней части прибора, не позволяют ему упасть и перевернуться.
3. Не допускать полного разряда батареи. Большинство моделей автоматически прерывают уборку, если разряжены до 20%, и возвращаются на базовую станцию.

Для того чтобы ограничить место работы пылесоса, например, не дать ему выехать из комнаты, применяют:

• виртуальную стену — датчик, который создает ИК-луч: прибор определяет его как препятствие;
• специальные магнитные наклейки на пол — работают аналогично «‎виртуальной стене».

Система возвращения на базовую станцию

Большинство роботов-пылесосов самостоятельно находят базовую станцию. Для этого они используют инфракрасный датчик приближения. Он определяет, где расположена база, и прокладывает до нее максимально короткий маршрут, избегая столкновений.

Как почистить сенсоры у робота-пылесоса

Загрязненные сенсоры робота-пылесоса могут привести к некорректной работе прибора. Почистить их можно осторожными движениями с помощью сухой ватной палочки. Не используйте воду и чистящие средства.

Выбрать пылесос