Попри те що роботи-пилососи вже давно відомі на ринку і є в багатьох домівках, коли дивишся на те, як вони працюють, все ще залишається відчуття чогось фантастичного. Тим більше, що сучасні моделі значно перевершують своїх попередників за принципом роботи. І одне з головних питань, яке задають багато спостерігачів, – це те, як робот-пилосос орієнтується. Про навігацію пристрою також важливо знати, якщо ви вирішили купити та дивитеся, які роботи прибиральники зараз представлені на ринку, оскільки від цього залежить його ефективність у тих чи інших умовах, а також вартість. Розглянемо, як робот-пилосос орієнтується та долає перешкоди.
Навігація робота-пилососа
Навігація робота-пилососа – це електронна система, яка дозволяє пристрою орієнтуватися в просторі, що необхідно для якісного прибирання. Завдання хорошої навігації – забезпечити розуміння свого місцеперебування в просторі в цей момент часу, створити ефективний алгоритм прибирання та обходити перешкоди, розташування й тип яких можуть змінюватися.
Найпростіший тип навігації робота-пилососа – випадкові рухи
Такі моделі, мабуть, на ринку вже зустрічаються рідко, проте перші роботи-пилососи мали саме таку примітивну навігацію. Пристрій починає рух прямо, розпочинає прибирання і не розуміє, де саме та в якому просторі він знаходиться. Рано чи пізно робот натрапляє на своєму шляху на перешкоду, датчик на бампері фіксує зіткнення і змінює напрямок на будь-який випадковий. Рух триває прямо до наступної перешкоди, де він знову змінить напрямок.
Недолік такої навігації очевидний – оскільки відсутнє позиціонування робота в просторі, він може кілька разів проходити одну й ту саму зону та прибирати її. А якщо геометрія приміщення складна, далека від простого прямокутника, то можуть залишитися неприбрані зони.
Навігація за допомогою гіроскопа та одометра
Гіроскоп у роботі-пилососі – це електронний прилад, який вміє визначати напрямок, наявність або відсутність руху. Одометр – це прилад, що фіксує кількість обертів, зроблених колесами або електродвигуном робота. Якщо ви вирішили купити роботи-пилососи із гіроскопом, то зможете значно заощадити на цьому, оскільки на сьогодні така навігація є найпростішою з доступних.
Суть навігації схожа на перший варіант. Робот починає рухатися прямо. Коли він натрапляє на перешкоду, він повертає. При цьому робот-пилосос із гіроскопом фіксує, на скільки саме градусів і в якому напрямку виконується поворот. Робот припиняє цей маневр лише тоді, коли поворот здійснюється на потрібний кут. Потім він знову продовжує рух прямо, до наступної перешкоди. Одночасно працює й одометр, який визначає, яку саме відстань проїхав робот, чи з’явиться зараз на його шляху стіна. І завдяки цим даним коригується траєкторія руху робота-пилососа.
Тобто, якщо в першому випадку робот рухався в будь-якому напрямку й на будь-яку відстань безконтрольно, то тут ці рухи регулюються за допомогою гіроскопа й одометра. Робот рухається не хаотично, а зигзагами, по рівних лініях. Це дозволяє зменшити кількість повторних проходів по одній і тій же зоні та кількість неприбраних ділянок. Робот-пилосос за допомогою такої навігації створює приблизну карту кімнати.
Однією з переваг такої орієнтації, якої немає у багатьох роботів-пилососів із більш просунутою навігацією, є невелика висота пристрою. Це дозволяє йому проходити під низькими меблями та іншими важкодоступними місцями.
Орієнтація за допомогою лідара
Лідар – це лазерна навігація, що здійснюється спеціальним радаром, який випромінює невидимі промені. Наш досвід показує, що сьогодні роботи-пилососи з лідаром – одні з найпопулярніших на ринку України, оскільки мають прийнятну вартість і відносно хорошу навігацію.
Навігація за допомогою лідара працює за таким алгоритмом:
- Лідар оснащений далекоміром, що випромінює невидимий лазерний промінь. Він обертається зі швидкістю кілька обертів на секунду.
- Далекомір фіксує відстані до стін та інших перешкод і завжди надає актуальну інформацію про це.
- За допомогою отриманих даних робот складає карту кімнати, яку запам'ятовує і часто може коригувати у разі зміни обставин.
- Роботи-пилососи з функцією створення карти, заздалегідь прокладають оптимальний маршрут для прибирання, після чого починається виконання програми.
- У разі виявлення несподіваних перешкод, яких раніше не було, пристрій може змінити свій алгоритм і обійти їх.
Варто розуміти, що лазерний промінь лідара невидимий для людини та всіх домашніх улюбленців, у тому числі й у темряві. Тому він не створює жодних незручностей. Лідарна навігація вирішує одну з головних проблем попередніх способів орієнтації – повністю виключаються повторне прибирання зон і неприбрані ділянки. Крім того, є й інша перевага – це робот-пилосос із побудовою карти приміщення; у багатьох моделях вона доступна користувачеві в смартфоні. Там, за необхідності, користувач може керувати нею – створювати зони, які прибирати не потрібно, а також додавати ділянки, що потребують прибирання, якщо робот спочатку визначив їх як такі, що не підлягають обслуговуванню. Тому стає очевидним, навіщо лідар у роботі-пилососі – для покращеної та відносно недорогої навігації.
Чи потрібен лідар у роботі-пилососі? Розв'язати це питання потрібно, оцінивши й недоліки технології. Щоб лідар був ефективним, він має розташовуватися трохи вище рівня корпусу робота-пилососа, у башточці. Це збільшує висоту пристрою й зменшує його зону дії – під дуже низькими меблями пилосос може вже не пройти. Однак деякі виробники розв'язують цю проблему, виготовляючи складні лідари – коли робот-пилосос виявляє низькі меблі перед собою, лідар частково втягується в корпус. Від цього трохи зменшується кут огляду навігації, але це не заважає прибирати у важкодоступних місцях. Однак конструкція такого лідара ускладнюється, що позначається й на вартості.
Орієнтація за допомогою датчика ToF
Абревіатура ToF розшифровується як «time of flight» і перекладається як «час прольоту». Датчик є аналогом лідара, але простішим. Різниця полягає в тому, що він випромінює не лазерний промінь, а світловий, найчастіше невидимий, інфрачервоний. ToF-радар також постійно обертається й надає актуальну інформацію про простір та перешкоди. Вона використовується для побудови навігаційної карти. Багато роботів-пилососів із керуванням зі смартфона, оснащених ToF-навігацією, надають користувачеві повноцінну карту в додатку. Її можна редагувати за потреби.
ToF-навігацію можна назвати бюджетним варіантом лідара – багато моделей дійсно доступніші за ціною. Однак у неї є свої мінуси, яких у лідара немає. А саме:
- скляні та дзеркальні поверхні можуть вводити робота в оману, він їх не побачить;
- у моменти, коли приміщення яскраво освітлене сонцем, навігація може погіршитися;
- відео- та фотозйомка в приміщенні з роботом-пилососом, що працює з ToF-навігацією, зафіксує його ІЧ-промені, які зіпсують кадр.
Навігація за допомогою камери
Навігація за допомогою камери – найсучасніша, найскладніша та найдосконаліша. Тому, якщо ви віддаєте перевагу роботу-пилососу з камерою, будьте готові до значних витрат – у магазинах Києва їх великий вибір, і вони належать до преміального сегменту.
Такі моделі пилососів не просто знімають зображення за допомогою вбудованої камери. Міні-комп’ютер аналізує отримане зображення, розпізнає його та визначає, що саме зображено – стіна, дитяча іграшка, кабель на підлозі чи щось інше. На основі отриманих даних робот будує карту приміщення та розробляє найефективніший алгоритм прибирання. А також обирає спосіб обходу перешкод. Карта доступна користувачеві в додатку, і за потреби її можна редагувати.
Попри ефективність такої технології навігації, при виборі робота-пилососа деякі користувачі відмовляються від неї та віддають перевагу варіантам на одне покоління нижче – лідарам або ToF. І справа тут не тільки в складності технології та вартості, а й у конфіденційності. Ніхто не хоче, щоб пристрій знімав їхнє приміщення, адже буде видно не тільки підлогу, а й усіх мешканців, а також їхні дії. Навіть якщо дані не передаються в інтернет, робот теоретично може бути зламаний. Однак на противагу цим побоюванням варто зазначити, що виробники тестують і вдосконалюють своє програмне забезпечення та створюють захищені системи, злом яких малоймовірний.
Ще один недолік – складність роботи в темряві. Адже камера працює як людське око і бачить лише за умови хорошого освітлення. Тому в темну пору доби навігація може ускладнитися. Щоб цього не сталося, варто обирати моделі, оснащені камерою з нічним баченням. Однак складність електроніки та вартість від цього зростають.
Перевага такого робота полягає в тому, що часто камеру можна заховати всередині корпусу, і тоді немає потреби у високій вежі. Тому він часто має невелику висоту і може проїжджати під низькими меблями.
Ще одна перевага – можливість відеоспостереження. Це відповідь на питання, навіщо камера на роботі-пилососі. Такі роботи-пилососи часто мають доступ до Інтернету. І користувачі через мобільний додаток можуть стежити за своєю житловою площею або домашніми улюбленцями під час своєї відсутності з будь-якого місця, де є Інтернет. А якщо ви користуєтеся багатофункціональним роботом-підлоготери з камерою, то він стає універсальним інструментом. Можна заздалегідь провести прибирання в приміщенні, як автоматично, так і вручну, і не тільки зібрати пил, але й помити підлогу.
Як робот-пилосос будує карту приміщення і для чого вона потрібна
Можливість будувати карту приміщення доступна роботам-пилососам з лідаром, ToF-датчиком, камерою або іншою просунутою навігацією. Карта будується на основі даних, отриманих навігаційним приладом за допомогою бортового міні-комп’ютера, і зберігається у вбудованій пам’яті. Карта приміщення необхідна для:
- Основне завдання – дати роботу можливість зрозуміти особливості приміщення та побудувати алгоритм прибирання, який витрачає якомога менше енергії акумулятора та часу, а при цьому забезпечує хороший результат. Якщо ви замовляєте роботи-пилососи з вологим прибиранням в інтернет-магазині, то карта також дозволяє оптимізувати витрату миючого засобу. Це важливо, якщо приміщення велике.
- Якщо пилосос підключається до мобільного телефону через додаток, то карта завжди доступна і там. Це дає користувачеві можливість вручну оптимізувати прибирання. Він може вказати зони, заборонені для прибирання, або відкрити деякі ділянки, які автоматичні алгоритми вирішили не прибирати з тієї чи іншої причини. Карта приміщення в телефоні дозволяє зрозуміти, чи є помилки в автоматичному розпізнаванні.
Робот-пилосос може будувати карту як у режимі 2D, так і 3D. Попри те що 3D-карта виглядає вражаюче й технологічно, для роботи вона майже ніколи не потрібна. Навіть якщо пристрій створює 3D-карту, для роботи алгоритму прибирання він все одно спрощує її до 2D. Робот-пилосос не орієнтується як людина, і для навігації йому не потрібне розуміння висоти. Оскільки робот, як очевидно, працює лише у двовимірному просторі, він рухається лише вліво, вправо, назад і вперед. А простір над ним його майже не цікавить (лише якщо меблі дуже низькі), оскільки прибирання там він не здійснює. 3D іноді потрібна для допоміжних обчислень та оптимізації алгоритмів прибирання, а також вона краще сприймається користувачами.
Як система навігації робота-пилососа справляється зі сходами
Якщо в будинку кілька поверхів, то сходи для робота-пилососа можуть стати головною загрозою. Проблем зі сходами вгору немає – робот сприйме їх як просту перешкоду, стіну, і не намагатиметься підніматися по них або таранити їх. А ось якщо є сходи вниз, то робот-пилосос може з них впасти й серйозно пошкодитися.
Під час обробки системою навігації сходів, що ведуть вниз, є одна особливість – не всі моделі можуть достовірно розпізнати їх заздалегідь, навіть роботи-пилососи з функцією побудови карти приміщення. Тому найчастіше обробляти їх доводиться вже під час виконання алгоритму прибирання.
Попри серйозні наслідки падіння зі сходів, виявити й об’їхати їх робот може легко, навіть якихось складних технологій для цього не знадобиться. У передній частині встановлено датчик, який сканує простір унизу. Якщо він виявляє різке збільшення висоти під собою, значить, попереду сходи. Тоді робот миттєво реагує й зупиняється до того, як його колеса перетнуть сходи й впадуть. А потім рухається в іншому напрямку. Якщо робот-пилосос з якихось причин все ж не обробляє сходи або потрібно, щоб він обходив їх раніше, то це налаштовується користувачем на карті приміщення.
Коли ви очищуєте робот-пилосос від забруднень, не забувайте обслуговувати також і датчики висоти. Вони розташовані в нижній частині, яка часто забруднюється. І якщо вони не працюють, робот може впасти зі сходів. Очищення потрібно виконувати відповідно до інструкції.
Робот-пилосос з навігацією – який варіант краще вибрати
Навігація робота-пилососа впливає на його вартість. Тому під час вибору хочеться придбати модель, яка і з завданнями впорається, і не вимагатиме переплати. Необхідно, щоб бюджету вистачило на потрібні функції. Наприклад, ціни на роботи-пилососи з турбощіткою, функцією миття підлоги та керуванням через Wi-Fi трохи вищі. Консультуючи наших клієнтів, ми підготували кілька порад щодо того, кому що краще підійде – гіроскоп, лідар чи камера, в робот-пилосос виробники можуть встановити будь-який датчик.
Якщо бюджет обмежений, але є потреба в інших функціях, окрім орієнтації, то слід обирати бюджетну навігацію – гіроскоп. Цей варіант виправдає себе, якщо приміщення для прибирання мають просту геометрію; у таких умовах гіроскоп працюватиме не гірше, ніж дорожчі способи навігації.
Але найпоширеніший вибір – лідар або ToF-датчик. Такі моделі будуть трохи дорожчими, але відкриють набагато більше можливостей у навігації. Якщо вам потрібен відносно недорогий робот-пилосос із побудовою карти приміщення, то це ваш вибір. Такі моделі добре підходять, якщо форма приміщення складна, можуть з’являтися перешкоди, що рухаються, наприклад, іграшки, багато мобільних меблів. Якщо ви обираєте робот-пилосос з лідаром або без нього – різниця в ціні буде незначною, а за функціональністю ви отримаєте безліч переваг.
Роботи-пилососи з камерою забезпечать ще кращі функції навігації. Але на практиці якість прибирання не буде сильно відрізнятися від моделей із простішою навігацією. Перевага стане помітною в складних умовах, коли форма приміщення нестандартна, а на підлозі є безліч тимчасових перешкод. Тому це чудовий варіант, якщо в будинку є діти або домашні улюбленці. Можливість створювати карти приміщення також зберігається. Щоб доплата за технологічність повністю виправдала себе, обирати такі моделі варто тоді, коли є потреба у функції дистанційного відеоспостереження. Камера пилососа може легко задовольнити цю потребу.
Ми розглянули, як орієнтується в просторі робот-пилосос: лідар чи камера, гіроскоп чи випадкові рухи – кожен зі способів має свої плюси й мінуси за певних умов. Тому важливо розуміти, як працює та чи інша навігація і який вибір краще зробити.
