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客厅茶几下有地毯,扫拖机能避开嘛?

2022-09-23数码

可以检测,但具体是不是避开,就另说,看机器的工作逻辑。

扫地机上有一种比较古老但很简单的超声波传感器,并且这个传感器基本上已经成为扫地机器人的标配元件(下图中绿色框内):

大家也能看到,这个用于检测地毯的超声波传感器,其位置相对固定,普遍安装在机器正前方边中心缘处,为的就是在机器前进时,第一时间能检测到地毯,做下一步决策,后续的运行逻辑可能有以下几种:

  • 拖地状态下,会抬起拖布,已经有扫地机这么做了。
  • 扫地状态下,加大吸力,或抬起边刷和滚刷。
  • 选择性避开。
  • 下面介绍下超声波原理,估计很多理科类知友都比较熟悉了,简单描述下:

    传感器将电信号转换成高于声波频率的波,发射出去,遇到障碍物反弹后返回到传感器,因为固定频率的波形传播时有固定的速度,通过波形的飞行时间可以测算出障碍物的距离。

    当然,实际选择具体的传感器时,会考虑到超声波的频率、驱动换能器的功率、方向性等等,这些研发工程师会完成选型工作,以匹配扫地机地面检测时的需求。

    了解了原理后,就会发现,超声波传感器在扫地机上能衍生出多种用途:

  • 沿边检测
  • 防悬崖坠落检测
  • 地毯检测
  • 本问题下,题主要了解的是地毯的检测,所以,我就只分析地毯检测的原理,我们来看一张图:

    这是一个用于识别地面类型的超声波传感器,它的最大有效距离是几十厘米,该波形采集的是超声波的回波波形。

  • 黄色的是传感器在经过硬质地面时的波形,回波响应饱和,波形幅度大,且很有规则。
  • 蓝色的是传感器在经过地毯材质时的波形,回波幅度较弱。
  • 这些波形的趋势,和不同材质的地面对波的吸收或发射原理不谋而合:

  • 硬质地板,相对平整,有利于波的有效反射,产生更高幅度的回波。
  • 地毯是一种凹凸变化、多孔的表面,部分超声波被吸收,部分才被反射,所以回波较弱。
  • 通过回波波形的监测和分析,扫地机的CPU非常容易辨别地面类型,以做出相应的动作决策。

    所以扫地机只要合理选择超声波传感器,以及加入简单的算法,是非常容易做到地毯的有效识别,当然,也有部分瓷砖是一些有凹凸纹路的仿古砖、美式地砖等等,这些地砖虽然不完全平整,但通过数据学习和算法,也很容易区别开来。

    但是超声波传感器有一个问题,就是表面不要有脏污,否则会影响正确识别。