掃地機(jī)器人行業(yè)競爭白熱化，AI視覺異軍突起競逐智能導(dǎo)航賽道

掃地機(jī)器人作為家庭清潔電器市場的“智能化擔(dān)當(dāng)”和“網(wǎng)紅擔(dān)當(dāng)”，在“懶人經(jīng)濟(jì)”的加持下，這一品類的消費(fèi)市場競爭可謂聲勢浩大。目前，掃地機(jī)器人行業(yè)玩家云集，無論是iRobot、科沃斯等老牌廠商持續(xù)深耕，還是小米、360等在新晉智能家居布局的玩家，同樣的大牌家電及小家電企業(yè)紛紛入局。從近年各大品牌發(fā)布的產(chǎn)品來看，相較于掃地機(jī)器人清潔能力升級的競爭，導(dǎo)航、避障等智能化升級這一賽道的競爭更為精彩、激烈。

隨著規(guī)劃導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷完善，智能型的全局導(dǎo)航規(guī)劃類產(chǎn)品占比已突破85%，據(jù)奧維云網(wǎng)（AVC）線上渠道監(jiān)測數(shù)據(jù)，2020年上半年，激光導(dǎo)航產(chǎn)品的零售額占比從去年同期的45.2%增至54.9%；視覺導(dǎo)航產(chǎn)品的占比從12.3%提升至17.7%；搭載AI（人工智能）技術(shù)的“激光、視覺”導(dǎo)航產(chǎn)品的占比則從1.6%增至7.8%。無獨(dú)有偶，新發(fā)布的中高端掃地機(jī)器人中，AI視覺技術(shù)應(yīng)用幾乎已經(jīng)成為了“標(biāo)配”，帶來的功能升級也是眼花繚亂。前有Dyson 360 Heurist的360°魚眼攝像頭用來識別以及配合TOF完成測距，后有科沃斯T8 AIVI的122°廣角攝像頭進(jìn)行識人辯物，視頻監(jiān)控互動，以及石頭T7 Pro的雙目攝像頭用來執(zhí)行避障功能。可以看得出掃地機(jī)器人行業(yè)會越來越像成熟的消費(fèi)電子產(chǎn)品，消費(fèi)者會形成對各種關(guān)鍵的配置、參數(shù)的認(rèn)知，左右其購買決策。

掃地機(jī)器人的核心技術(shù)點(diǎn)主要集中在清潔系統(tǒng)、建圖系統(tǒng)、避障、人機(jī)交互四項(xiàng)上，一個(gè)好的產(chǎn)品在這四個(gè)維度上都要向前走，需要不斷做技術(shù)沉淀來將每個(gè)緯度做到最好，而AI視覺既可以覆蓋其中定位建圖和避障，亦能夠在人機(jī)交互中大放異彩，這便是信息豐富的視覺技術(shù)所帶來的天然優(yōu)勢，同時(shí)也具有更高的技術(shù)門檻。

定位建圖（Localization&Mapping）作為導(dǎo)航的基礎(chǔ)，也是掃地機(jī)器人工作的第一步，對于機(jī)器人來說，將周圍環(huán)境數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化，才能制定更清晰的行進(jìn)路線及清掃模式。我們目前常見的掃地機(jī)器人半數(shù)以上采用激光SLAM，部分高端線產(chǎn)品采用激光 SLAM 和單目視覺SLAM 融合的方式。激光 SLAM在實(shí)際清掃過程中容易受到環(huán)境，實(shí)時(shí)動態(tài)變化的影響，影響整體地圖的規(guī)劃，也就是我們在生活中遇到的掃地機(jī)器人出現(xiàn)的盲掃、反復(fù)清掃、漏掃的情況，單目視覺技術(shù)主要通過加入可見光攝像頭進(jìn)行輔助定位，使掃地機(jī)器人移動過程中可以對圖像進(jìn)行連續(xù)跟蹤，進(jìn)行相機(jī)姿態(tài)和物體之間相對位置變化的估算，但單個(gè)攝像頭進(jìn)行估算時(shí)，缺少深度信息，容易存在誤差,導(dǎo)致建圖效果較差。

從行業(yè)角度來看，掃地機(jī)器人需要從2D導(dǎo)航向3D導(dǎo)航發(fā)展，市面上三維視覺感知方案主要有單目結(jié)構(gòu)光，雙目可見光和ToF。掃地機(jī)器人作為消費(fèi)級產(chǎn)品，BOM成本則是關(guān)鍵，ToF相對來說成本偏高，結(jié)構(gòu)光更適合近距離的應(yīng)用場景。雙目立體視覺通過三角測量原理使用兩個(gè)攝像頭來對目標(biāo)點(diǎn)的三維空間位置進(jìn)行定位，雙目視覺傳感器在成本優(yōu)勢明顯的同時(shí)，可以捕獲更為豐富的環(huán)境信息，同時(shí)用于感知，提供更寬闊的應(yīng)用空間。INDEMIND掃地機(jī)器人AI視覺導(dǎo)航采用雙目立體視覺，通過自研高精度Vi-SLAM技術(shù)結(jié)合環(huán)境/物體語義完成三維立體建圖，建圖效果優(yōu)于激光SLAM，采取智能路徑規(guī)劃算法進(jìn)行弓行清掃，有效提高掃地機(jī)器人工作效率。

避障是目前掃地機(jī)器人的主要痛點(diǎn)之一，誤掃、誤觸以及引發(fā)的一系列掃地機(jī)人無法脫困以至故障是用戶體驗(yàn)差的主要原因。當(dāng)前掃地機(jī)人避障亟需解決三個(gè)問題：一是檢測范圍較小，無法實(shí)現(xiàn)大范圍障礙物檢測；二是無法精準(zhǔn)獲取障礙物深度信息，多采用試探性碰撞方式來確定障礙物實(shí)際位置；三是無法獲取障礙物的具體屬性信息，時(shí)有漏掃、誤掃等情況。INDEMIND掃地機(jī)器人AI視覺導(dǎo)航通過雙目立體視覺結(jié)合高精度物體識別（識別精度<2cm），提供0.05-1.5m范圍內(nèi)誤差<1%的深度解算功能，配合水平>60°、垂直＞30°的視場角，可有效覆蓋柜底邊緣、近地處的電線等障礙物，實(shí)現(xiàn)全范圍避障。INDEMIND于今年還推出了專為掃地機(jī)器人避障研發(fā)的AI雙目避障模組，旨在加速掃地機(jī)器人產(chǎn)品避障功能升級。

人機(jī)交互功能可以給用戶對于產(chǎn)品智能化程度最為直觀的體驗(yàn)，掃地機(jī)器人的感知能力則是基礎(chǔ)，AI視覺可為掃地機(jī)器人提供最為豐富的環(huán)境信息，讓掃地機(jī)器人“看到”且“知道”真實(shí)的家居環(huán)境，執(zhí)行更多的工作命令。用戶還可以通過掃地機(jī)器人移動監(jiān)控家居實(shí)景畫面，與家里寵物進(jìn)行互動，識別不同人物身份以進(jìn)行陪伴等更多人機(jī)互動功能。

目前，國內(nèi)掃地機(jī)器人市場滲透率剛到5%，應(yīng)用較早的美國掃地機(jī)器人市場滲透率也僅為10%，有關(guān)專家預(yù)計(jì)，到2021年我國的掃地機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到224億元左右。機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，掃地機(jī)器人行業(yè)已處于技術(shù)創(chuàng)新密集期，AI視覺也將是掃地機(jī)器人智能升級的重要課題。

fqj