扫地机自动回充揭秘之科沃斯T8

扫地机自动回充揭秘 之开启篇

对扫地机自动回充陌生的伙伴们可以先阅读扫地机自动回充揭秘 之开启篇

科沃斯是国内很早开始做扫地机的，起初对标国外iRobot，现在基本处于各有优势，不分伯仲的位置。作为国内扫地机的领头羊，其研发的科沃斯T8-AVI扫地机智能程度上了一个台阶，博主因研发需要，接触了多款扫地机，包括科沃斯、石头、小米、iRobot、360、云鲸等，讲真科沃斯智能规划清扫、识别电线、避开粘稠物体、清扫效率、自动回充等个人感觉做的还行。接下来和伙伴们分享我实测的科沃斯自动回充功能。

1. 结构外观

我们先看一下充电座长什么样，如图1所示，黑灰组合，黑色透明外壳起过滤光线和防护的作用，灰色部分为基座，贴近地面的2个银白色触点是充电触点，和扫地机机身的两个触点对应，整体感觉协调、规矩还耐脏。

图1：充电座外观

伙伴们一定好奇黑色透明滤光片里面长什么样子吧，其实我也看不清，博主尝试拆解，试了试还挺难拆的，估计结构设计的大师可以找到窍门；那有没有别的方法，博主灵机一动，想着红外摄像头拍摄便可以透过滤光片看清里面的部件，刚好实验台有一枚红外摄像头，于是就开始探索，揭开内部的神秘面纱（大白话就是不好拆，绕个弯子达到目的，还省事，哈哈），如图2所示。伙伴们好奇这为啥不是彩色图，红外图不是彩色的哈，这是原图来着。

图2 充电座正面红外图

 

图2中红色标记为正面左右对准的红外发射灯，且红外发射经过结构分割后只发射至正前方，依据博主的调研/经验，一般充电座上都有4个红外，左侧和右侧分别还有两个，用于引导扫地机回中轴线上（即图2中红色标记处红外发射等所能扫射的中间区域）。博主特意拍摄两侧的红外图，没发现有红外发射灯，可以确定科沃斯T8利用其它传感器引导扫地机至充电充电座的中轴线上。伙伴们可能好奇：红外图是黑白的，里面那些部件都是黑白色，怎么区分出红外发射灯？这里悄悄公布答案，插上电源，里面闪烁发光类似LED等的就是了。

充电座中和自动回充有关的部件探索完了，我们来看看扫地机机身中和自动回充有关的部分。图3所示，机身顶部是360度激光扫描传感器，正前方装有摄像头，摄像头两侧是两个线红外发射器，具体我也不知道是什么，我用红外相机拍摄可以看到两侧交叉打在物体上的水平长条，不知是测距的作用，还是主动纹理增加的作用，亦或者是夜间补光作用，知道的伙伴们可以留言告知一下。和充电座类似，黑色透明的是滤光片外科，肉眼看不太清里面长什么样。老办法，咋们用红外摄像头一探究竟。

图3 科沃斯机身正面RGB图

图4 科沃斯机身正面红外图

如图4所示为机身前侧红外图，是不是很清晰，感觉剥去了黑色外衣。图中中间部件是摄像头，红色标记的大方框是线红外发射灯，左右各1个；摄像头上面的红色小方块是2个对准的红外接收器。到目前为止，科沃斯T8的自动回充的关键传感器部件基本搞清楚了，总结一下：充电座上2个对准红外发射器，机身有激光扫描器、摄像头、对准红外接收器。那科沃斯用的是什么方法实现自动回充的呢？

2. 科沃斯回充方法探究

在开启篇https://blog.csdn.net/Jeff_ROS/article/details/112860628中提到了，扫地机自动回充方法有单红外，红外摄像头，激光，超声等，这里没有看到超声雷达传感器，所以排除超声雷达这个方法；再者，充电座上只安装有2个对准红外发射灯，故而不可能是单红外传感器的方法，因为需要引导扫地机向中轴线移动的传感器。那其他二种方法到底是哪一种呢？还是有相互结合互补？带着这个疑问，博主制定了简单的测试方法，即通过遮挡对应的传感器，对比不遮挡传感器的回充区别，判断其使用的自动回充方法。

首先一起来看一下正常无遮挡情况下的回充，博主这里录制了一个视频，链接https://live.csdn.net/v/146350，从视频中可以发现，自动回充是比较666的，大概的过程分为3步走：

(1)、旋转确定机身相对于充电座的方位；

(2)、向中轴线移动；

(3)、旋转朝向充电座，对准充电座，缓缓向充电座移动至触发充电。

经过几轮测试（视频中只记录了一次），回充过程中机身基本能够一次性到达中轴线，一次性朝充电座移动至触发充电，成功率接近99.9%。但是机身放在充电座齐平的位置（即假如充电座靠墙，机身初始位置也靠墙），那么回充会折腾一些。

接下来我们把机身顶部的激光遮挡，博主同样录制了一次视频，链接https://live.csdn.net/v/146350，从视频中可以看出，科沃斯T8和无遮挡回充的过程一样666，基本上没有啥区别。可以排除回充利用到激光传感器的方法，那猜测就是“摄像头+红外对准了”，初步猜想其回充方法是：相机传感器引导机身至中轴线，再通过红外引导至充电座（也可能结合了视觉）。带着猜想我们继续做测试。

这次我们把机身的红外对准遮挡，博主同样录制了一次视频，链接https://live.csdn.net/v/146356，从视频中看出，扫地机顺利移动至中轴线（充电座正前方）之后，旋转探寻，没有对准发现，接着继续侧边小范围移动旋转探寻，都没有找到，宣告回充失败。所以“相机传感器引导机身至中轴线”这一猜想成立。那么引导至充电座的过程中有没有结合视觉呢？目前来看大概率没有结合视觉，也存在另一种可能：视觉作为辅助，红外引导占主导，当对准红外无效时，回充失败。那么具体用什么方法，那就不得而知了，算法与软件实现这一块咱们但从硬件是没法探寻的。

3. 科沃斯自动回充总结

看到这里，想必伙伴们已经很清晰了，科沃斯T8的自动回充的方法------红外融合视觉传感器。融合的方法大概率是视觉传感器引导扫地机至中轴线，红外对准引导至充电座触发充电。好了，读者可以开始点赞或打赏了！

至此，第一篇总结完成了，后面准备写第二篇，探索石头扫地机的自动回充方法，分享给大家，希望可以抛砖引玉，和大家共勉，欢迎各位大神交流！！！