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大家好,我是夢想是個豬,今天為大家帶來的是兩款高性價比掃地機器人的橫向對比。

前言

掃地機器人目前已經成為了非常多年輕家庭的首選,對於不是那麼喜歡做家務的人來說,一臺能自動幫你清潔地板的機器人無疑有著巨大的吸引力。

但是很多人可能只知道掃地機器人,卻不知道掃地機器人到底是如何實現自動清潔的。

其實,在購買掃地機器人之前,我們確實有必要對這種產品的一些功能和技術特點做簡單的瞭解。

關於掃地機器人,最核心的技術應該就是導航,畢竟這是決定了一臺掃地機器人是否智慧的最關鍵因素,而說到導航技術,目前市面上常見的三類機型分別是陀螺儀區域性規劃、基於LDS鐳射雷達的SLAM導航、基於攝像頭的視覺vSLAM導航。

除了上述三中常見技術外,科沃斯還推出了TrueMapping全域性規劃技術,採用dToF技術的TrueMapping全域性規劃技術較 LDS 鐳射雷達有沒有明顯優勢,我準備在本文做一個簡單的對比。

外觀設計對比

我手裡的這兩臺機器,左邊白色的是小米掃拖一體機,右邊黑色的則是科沃斯除菌地寶N8 PRO,小米掃拖一體機採用的是基於LDS鐳射雷達的SLAM導航技術,而科沃斯除菌地寶N8 PRO採用的則是基於dToF技術的TrueMapping 全域性規劃。

這兩款機器都採用了掃拖一體設計,配備了水箱和拖地元件。

乍一看,這兩款機器在外觀上看起來並沒有太大的區別,除了外殼顏色外,兩者的大部分設計似乎都差不多,尤其是在機器頂部,各自都有一個凸起的感測器。

科沃斯除菌地寶N8 PRO的頂部這個凸起感測器是DToF鐳射雷達,透過探測光脈衝的飛行(往返)時間來得到目標物距離進而獲得物體的3D成像,從而繪製出房間地圖,相對LDS鐳射雷達來說,DToF雷達工作時不需要持續轉動,而且整個結構處於封閉狀態,有著更好的防水防塵能力和更低的機械結構損壞風險。

另外,除了DToF鐳射雷達外,科沃斯除菌地寶N8 PRO還在機器前端設計了TrueDetect 3D結構光感測器,基於結構光技術和3D成像演算法,能使掃地機器人具有精確至1mm的毫米級的探測能力和更加可靠的避障能力。

小米掃拖一體機頂部的這個凸起感測器就是LDS鐳射雷達,在工作的時候,這個鐳射雷達會不停旋轉掃描,然後利用三角測距原理,在約不低於8米的測距範圍內不斷的測算出被測物體與基線的距離值,再透過SLAM演算法實時繪製房間地圖,然後根據地圖來規劃最佳化自己的清掃路線。

因為工作原理的限制,LDS鐳射雷達必須工作在一個基本裸露的環境中,基本上沒有防水防塵能力,LDS鐳射雷達常見的故障一般是鐳射衰減或者機械結構損壞,還有部分是進水導致控制板電路損壞。

因為這兩款掃地機器人都設計成了掃拖一體,所以都配備了水箱,但是兩者之間的水箱配置有很大的區別。

科沃斯除菌地寶N8 PRO的水箱單獨整合在機器後側,小米掃拖一體機的水箱則是採用了和塵盒合二為一的設計。

正是因為有單獨的水箱和塵盒,所以科沃斯除菌地寶N8 PRO的水箱容積達到了0.24L,塵盒容積達到了0.42L,而小米掃拖一體機的水箱容積應該是在0.18L左右,塵盒容積只有0.3L.

這兩款機器的水箱都是電控水箱,可以對出水量進行比較精準的調節。

在地刷設計上,科沃斯除菌地寶N8 PRO的地刷(右側黃色)為兩排刷毛兩排矽膠條的螺旋設計,小米掃拖一體機的地刷(左側橙色)則是四排刷毛設計。

科沃斯除菌地寶N8 PRO採用的雙邊刷而小米掃拖一體機則是單邊刷,關於單邊刷和雙邊刷的優缺點,理論上來說,雙邊刷的聚攏效果要強於單邊刷,但是雙邊刷要增加一個電機的耗電,對電池電量的消耗要大於單邊刷。

實測對比清掃能力

上圖是這兩臺掃地機器人各自的一次完整清掃記錄,其中科沃斯除菌地寶N8 PRO記錄的清掃面積為50平方米,用時61分鐘,而小米掃拖一體機記錄的清掃面積為56平方米,用時74分鐘。

(將各自的行走軌跡單獨切出來放大,上圖是科沃斯除菌地寶N8 PRO,下圖是小米掃拖一體機。)

從各自的行走軌跡看,小米掃拖一體機的線路看起來很漂亮,各種平行線,相對來說,科沃斯除菌地寶N8 PRO的行走軌跡則看起來要雜亂一些,出現了很多對角線。

從地圖的建模完整性看,科沃斯除菌地寶N8 PRO掃描出來的地圖要更完整一些,也更符合我家的實際戶型圖。這個角度看,科沃斯除菌地寶N8 PRO的DToF鐳射雷達繪圖精度確實要顯得更高一些。

從清掃效率來看,科沃斯除菌地寶N8 PRO也要比小米掃拖一體機更高一些,但為什麼小米掃拖一體機的實際清掃面積要大於科沃斯除菌地寶N8 PRO,從行走軌跡看,科沃斯除菌地寶N8 PRO應該是TrueDetect 3D結構光感測器的輔助下,避開了一些非常容易出現碰撞的區域。

另外我發現一個比較有意思的問題,在我家的餐廳位置,因為有一張餐桌和好幾把椅子,這個位置比較複雜,但科沃斯除菌地寶N8 PRO(左圖)還是進行了比較細緻的清掃,但小米掃拖一體機(右圖)卻果斷繞過,沒敢深入。

這兩臺掃地機器人的清掃效果其實都還不錯,能非常輕鬆的將地板上的灰塵、毛髮等全部清掃得乾乾淨淨,但這兩臺機器的吸力大小差異還是比較大的,科沃斯除菌地寶N8 PRO擁有2600Pa吸力,而小米掃拖一體機則只有2100Pa吸力,500Pa的吸力差異,表現在對大顆粒異物比如顆粒積木的清掃上會有較為明顯的差異。

複雜地形下的避障能力

為了對比這兩臺機器在複雜環境下的導航和脫困能力,我特地將兩臺機器放置在餐廳區域。

透過多次的對比觀察發現,小米掃拖一體機碰撞桌腿的次數明顯比科沃斯除菌地寶N8 PRO要更多一些,脫困的速度也要稍慢一些。

3D避障

在APP中將科沃斯除菌地寶N8 PRO的TrueDetect 3D避障功能開啟後,科沃斯除菌地寶N8 PRO能比較準確的分辨出地面的電源線和資料線,然後繞行。

小米掃拖一體機因為沒有3D避障功能,所以面對地板上的電源線和資料線時,只能選擇硬懟。

我書房通往露臺的門邊這個位置,簡直算得上是小米掃拖一體機的北慕大三角洲,只要不是在APP中將這裡設定為禁區,小米掃拖一體機清掃到這裡時一定會卡住,沒有一次倖免,不過這個位置科沃斯除菌地寶N8 PRO能夠識別到兩層地毯,然後會選擇繞過。

越障能力

我家只有廚房到餐廳的推拉門軌道高度稍微高一點,在掃地模式下,這兩臺機器都完全沒有任何問題,可以輕鬆跨過。

在拖地模式下,因為要額外掛載一塊抹布元件,理論上來說越障高度比起掃地模式下會降低一些,科沃斯除菌地寶N8 PRO在拖地模式下的越障高度在16mm左右,而小米掃拖一體機則降低到了8mm左右, 實測,雖然兩臺機器都能翻越我家這個推拉門軌道,但小米掃拖一體機還是表現的不夠利索。

拖地能力

這兩臺掃地機器人的拖地功能其實並沒有太大的差異,日常中清潔地板,只要不是特別髒的地面,拖地功能都還夠用了。

在面對地面的醬油汙漬這種難度係數特別大的情況下,這兩臺機器拖過第一次後,都會留下隱約的一些醬油痕跡,需要再次對這個區域拖一遍才能保證地面達到比較高的潔淨程度。

其實對於掃地機器人的拖地功能來說,由於抹布的容塵量有限,一般不建議用來對付重度汙漬,主要還是用於日常的輕應用狀態。

不過科沃斯除菌地寶N8 PRO可以適配一款一次性免洗除菌拖布,這款拖布因為內含有除菌因子,可以有效祛除地板上的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和黴菌,對這些病菌的去除率達到了99.9%,並且還含有去漬活性因子,能更有效的對付地板上的重度汙漬,用科沃斯除菌地寶N8 PRO搭配這款免洗除菌拖布,用來日常清潔地板,效果應該非常不錯。

APP

科沃斯除菌地寶N8 PRO需要下載一個單獨的APP,在APP中可以對這款機器進行一些非常詳細的設定,比如說各種自定義模式,清潔偏好以及地毯增壓、3D避障等,經過個性化設定後,這款機器的工作狀態會表現得更好一些。

小米掃拖一體機是直接聯入米家APP,相對來說,這款機器的個性化設定要略少一些,但有個功能筆記比較有意思,就是選擇在拖地或者掃拖模式下S形運動還是Y形運動,兩種不同的模式試用效果略有所區別。

不過因為小米掃拖一體機能聯入米家APP,在組建智慧家居系統後,可玩性比較高。

關於掃地機器人的導航技術分析

前面說過,目前市面上常見的三類機型分別是陀螺儀區域性規劃、基於LDS鐳射雷達的SLAM導航、基於攝像頭的視覺vSLAM導航。

用陀螺儀的低端機型,在配合碰撞感測器後能夠比較靈敏的感應方向、速度及坡度的變化,從而適時調整行進方向和路線,這種機型在提高覆蓋率的同時能一定程度的降低清掃重複率,但是依然會有漏掃和重複清掃的情況出現。

基於LDS鐳射雷達的SLAM導航是透過LDS鐳射測距感測器360°不斷旋轉,從半導體鐳射器以一定的入射角度發射一束或多束鐳射照射被測物體,鐳射在物體表面發生散射或折射,透過透鏡對反射鐳射匯聚成像,光斑成像在CCD感測器上,當物體發生位移時,光斑也將隨之產生移動,其位移大小透過訊號處理器的計算而獲得,由光斑位移距離計算出被測物體與基線的距離值。這種方法能夠獲得精度較高的距離資訊,透過SLAM演算法實時繪製房間地圖,然後根據地圖來規劃最佳化自己的清掃路線,提高畫質掃效率和質量。

基於攝像頭的視覺vSLAM導航是利用機身拍照感測器在工作時向上拍攝天花板,利用多幀影象來估計自身的位姿變化,直接計算障礙物距離,然後尋找視覺化路標,判斷家居環境,再透過實時分析做到精準定位與實時建圖,從而實現視覺化的全域性規劃清潔。

從技術來說,LDS精度非常高,適用於靜態且簡單的場景,對於大戶型來說會出現定位精準度降低的問題;而視覺導航的精度相對較低,不過地圖的資訊量更完整,但是在光照較弱或紋理不清晰的環境,視覺導航的表現相對較差。

這三種技術,從目前的實際使用看,都存在一些短板,而透過上面的對比我們可以看出,科沃斯的TrueMapping全域性規劃技術搭配dToF感測器進行導航,應該是更有優勢的技術。而這其中的核心就是dToF感測器,dToF英文名為Direct-Time of flight,中文直譯為直接飛行時間,工作原理非常簡單,發射裝置會首先發射光脈衝,當光脈衝遇見障礙物時會發生反射,已知光的傳播速度是一定的,當距離不同時,接收反射光線的時間也不同,透過記錄光脈衝的反射時間,就可以計算出光脈衝發射位置到物體位置的距離,不斷的重複這一過程,就能繪製出物體的 3D 形態。

從技術角度和實際使用角度看,採用dToF技術的TrueMapping全域性規劃技術較 LDS 鐳射雷達會有較為明顯的優勢,比如精度更高、探測距離更遠、壽命更長、功耗更低等等。

總結

目前,這兩款掃地機器人活動價相差並不大,科沃斯除菌地寶N8 PRO雙十二的新品價是1999元,而小米掃拖一體機則是1799元,可以說,這兩款機器都是目前非常具有價效比的機型。

從功能上來說,兩者的區別也不大。

但是從效能上來說,科沃斯除菌地寶N8 PRO採用的基於dToF技術的TrueMapping全域性規劃,從實際試用情況看比小米掃拖一體機基於LDS鐳射雷達的SLAM導航技術來得更精準一些,也更適合大戶型使用;另外,科沃斯除菌地寶N8 PRO的TrueDetect 3D避障功能確實比較強悍,這一點比小米掃拖一體機要先進不少。

科沃斯除菌地寶N8 PRO在搭配一次性免洗除菌拖布後,用於家庭日常除菌清潔,是一個非常不錯的選擇。

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