深度学习扫地机器人

深度学习扫地机器人

如今，家电的智能化是行业大趋势，从解放人类的双手到成为用户的人工智能伴侣，家用电器的应用场景不断拓展。

在这其中，扫地机器人已成为家电行业中逆势增长的一个突出品类。扫地机器人进入中国市场较晚，但是到2018年市场规模已经达到了577万台。近6年来，该品类的市场规模翻了10倍。根据某主流电商平台数据显示，2019年全年，扫地机器人的销售额已经占到了智能家电销售总额的三成以上，并且销量同比增速超过17%，远远领先家电大盘。并且我国2019年扫地机器人销量已经超过了美国和西欧的总和。不过当前扫地机器人也面临增长瓶颈，在传统清洁功能已经发展较为完善后，厂商们普遍开始从AI方面寻找突破点。

今天，科沃斯机器人发布了旗下最新一代扫地机器人地宝T8 AIVI，据称这也是他们首次将dToF技术用于扫地机器人的视觉识别系统中。同时科沃斯通过神经网络算法的融入进一步提升了扫地机器人的AI能力。科沃斯此次在T8 AIVI中搭载的AIVI人工智能和视觉识别系统，无疑代表了他们对扫地机器人智能化的另一次突破性尝试。

先要扫的干净，再说别的

一款优秀的智能家电，首先要是一款优秀的家电，因此其核心功能必须要过硬。反映在扫地机器人上，就是它的清洁能力。科沃斯表示，传统扫地机器人在使用中遇到的最常见问题就是顽固污渍需要人工二次清洁，这也让用户体验大打折扣。科沃斯T8 AIVI此次改变了传统通过湿拖的方式，转而采用了其自研的OZMO Pro高频擦地系统，通过高频振动来提升清洁力。

其实这就相当于电动牙刷相对于传统牙刷的区别，480次/分钟的高频振动速度已经远超传统扫地机器人刷头的转动速度，也保证了对顽固污渍的反复擦拭。除了清洁力，扫地机器人的续航能力也是用户较为关心的。T8 AIVI此次配备了5200mAh电池，据称续航时长可以达到180分钟，单次清扫面积最大为300平米。

高像素、dToF加持，识物建图更快更准

清洁能力的充分发挥，需要扫地机器人具备精准高效的自主导航能力。2009年以前，随机式技术导致的漏扫、重复清扫、容易卡困、低效率等问题让扫地机器人的用户体验普遍较差。但随着2010年首款采用激光导航的Neato XV-11和采用视觉导航的Navibot落地，扫地机器人行业开始全面进入了全局规划时代。SLAM和vSLAM算法的应用也让扫地机器人对用户房间地图的构建更加精准和高效。正因如此，目前图像传感器和算法处理技术都成为了扫地机器人竞争力的核心。此次科沃斯T8 AIVI升级的重点就是其自主研发的AIVI人工智能和视觉识别系统。科沃斯相关负责人说，在没有引入AI技术前，像家中的电源线、袜子、拖鞋这样的常见物品都会成为扫地机器人工作的障碍。“和电源线缠绕在一起、把袜子吸进尘盒、推着拖鞋满地跑，以前这些都是扫地机器人的家常便饭。”

科沃斯表示，他们是第一次将200万像素传感器应用在了扫地机器人上，并且通过神经网络算法来提升扫地机器人的物体识别速度和准确度。据称T8 AIVI的单帧识别率提升了5%，而识别速率是原来的3倍，得益于识别的准确和快速，扫地机器人与障碍物的缠绕率可以降低60%。值得一提的是，此次T8
AIVI首次将dToF（直接测量飞行时间法）技术用在了扫地机器人上。不久前发布的苹果新款iPad Pro搭载的激光雷达就采用了类似的dToF技术。dToF技术是一种通过计算光子飞行时间差来计算距离的方法。科沃斯相关技术负责人说，相比行业中常见的LDS导航，dToF技术可以增加激光雷达的扫描范围，并且提升扫描精度。同时扫地机器人对于深色物体的识别率，以及对光线干扰的抵御能力都会提高。“不论是在弱光还是强光环境下，甚至在玻璃和落地窗前，我们的扫地机器人也可以正常工作。”据介绍，在高精度激光雷达和dToF技术的加持下，T8 AIVI的扫描精度提升了4倍，扫描距离也提升了一倍。

目前，dToF技术的实现难度和实现成本都比较高，通常我们只能在自动驾驶汽车中见到采用了dToF技术的激光雷达。科沃斯也是业内首次将该技术落地到扫地机器人中。当前，扫地机器人看的“更快”、“更准”，是用户最为迫切的需求，也更是行业后续发展的必然趋势。不论是AI算法的引入还是dToF技术的落地，都表明了科沃斯将在扫地机器人行业做 “第一个吃螃蟹的人”，而作为第一个尝鲜者，他们也需要完全依靠自身去摸索。高清摄像头和AI算法的结合让T8 AIVI对物体的识别能力得到保证，而dToF激光雷达的应用让其对房屋环境扫描的范围、精度、效率及光线适应能力进一步提高。科沃斯相关技术负责人说，在物体识别方面，科沃斯后期将会通过OTA升级的方式增加识别种类，并不断完善AIVI系统。

扫地机器人还能成为AI管家

当下随着5G、语音识别、人工智能技术的快速发展，各大厂商也在不断发掘扫地机器人的更多智能化应用场景。可以说目前扫地机器人的“扫地”功能已经日趋完善，但“机器人”属性还有较大优化空间。科沃斯说，他们没有把自己定位为传统的家电品牌和企业，而是希望打造更加智能化和人性化的产品，解决用户痛点，“让机器人成为家人。”此次发布的T8 AIVI，不仅可以在清扫过程中识别障碍，还可以在地图上进行标注。用户可以直接通过APP查看障碍物位置，许多贵重物品也因此失而复得。

T8 AIVI搭载的这枚200万像素高清摄像头，可以在用户需要时对家中进行实时监控。用户可以借此了解宠物和家中门窗情况。同时T8 AIVI还可以进行全屋巡航，在用户长时间离开家的时候充当智能监控。目前，通过语音控制扫地机器人已经逐渐普及，但此次科沃斯在T8 AIVI上增加了语音互动功能，用户可以直接通过手机发送语音，并通过扫地机器人播放音频，与家中的宠物进行互动。

可以看到，除了清洁场景，科沃斯在拍照、视频，语音互动等应用场景都进行了探索。科沃斯相关负责人说，“清洁是用户的核心需求，我们会不断增强、完善AI对清扫能力的赋能 ，同时也会尝试AI在更多应用场景和领域的发展。”目前，AIoT生态建设是科技行业中不同细分领域的交汇点，扫地机器人与其他IoT设备进行联动，成为智能家居系统中的一环，都是后续发展的方向之一。

把握关键技术，实现瓶颈突破

有业内人士表示，扫地机器人行业目前还有较大的成长空间，但如果没有新技术、新变革去推动需求爆发，短期内高速增长仍然会存在困难，比如2019年国内扫地机器人市场就几乎没有增量。

▲数据来源：海通证券

“产品创新力的缺乏是关键问题。”十年前，科沃斯还是一家吸尘器代工企业，而今天，科沃斯自主品牌机器人的销量已经超过350万台，以超过四成的市场份额位于国内扫地机器人市场首位。

▲数据来源：海通证券

对于新技术打造，科沃斯一直“毫不吝啬”。从2018年初到2019年上半年，科沃斯的研发费率一直维持在3.8左右，普遍高于行业内主要竞争对手。机器视觉方面的大量投入，加之科沃斯长期以来积累的大量数据，都成为了科沃斯进一步巩固头部市场份额的护城墙。从AI视觉识别技术到dToF激光雷达技术，从OZMO Pro电动高频擦地系统到全屋AI管家，科沃斯的核心优势，就是他们的核心技术。

结语：寻找创新点，用AI赋能，探索更多场景

此次科沃斯发布的旗舰级T8 AIVI扫地机器人，在强化核心清洁功能的基础上，通过AI赋能，让其拥有了更好的与用户互动的能力。通过十余年来积累的行业经验和用户群体，科沃斯能够较为准确地把握用户痛点，并有针对性地推出视频、拍照、语音等AI新功能，覆盖用户需要的更多场景。而这也是家电智慧化大趋势的必然要求。目前我国城镇家庭有2.3亿户，而2018年中国扫地机器人家庭保有量仅为每百户3.5台，市场渗透率远低于北美和欧洲地区。即使市场空间很大，扫地机器人行业仍然在2019年遇到了发展的瓶颈期。有分析机构指出，目前市场仍然处在技术变革后的市场升级阶段，后续技术革新带来的产品体验、成本优化将逐步成为头部企业强化优势的核心竞争力。当下，新晋挑战者向老玩家发起挑战，老玩家也在把握现有优势的基础上不断发力硬件、算法技术的研发。扫地机器人市场在2020年能否实现新的突破，我们拭目以待。