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以内机器人惊天秘密,你知道吗?
来源:玩物说 日期: 2016-06-04 15:00

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关于扫地机器人

随着A.I.的发展.,无论单位还是家庭,“智能”越来越多的占据人们的生活。“机器人”这个词语,已被千家万户所熟悉。提到“机器人”,人们大多想到的是仿人行走机器人。但是,近年来,掀起了一阵家庭智能机器人的狂潮,比如:Rokid机器人,布丁机器人,以及小白,小忆等等.这些家庭智能机器人,是交互型机器人.也就是说:它们是通过语言与人类沟通交流的。它们有一个共同点—-没有轮子,只能摆在桌子上。这也恰恰是它们的弱点,范围局限。因此,诞生了另一个机器人体系—轮式移动机器人。

轮式移动机器人作为移动机器人的典型代表,在军事、交通、工业及家庭等领域发挥着重要作用。如:我国将轮式移动机器人用于探测月球,研制出玉兔号轮式移动机器人。我国各行各业根据移动机器人外形和功能,研制出许多不同构造的轮式移动机器人。如今,轮式移动机器人已经走进家庭,这就是,家庭轮式移动机器人—扫地机器人。今天,我就要跟大家谈谈这个扫地机器,谈谈深圳悉罗公司出品的inxni以内扫地机器人。




玉兔号月球车.jpg



关于最优路径

Inxni以内扫地机器人,搭载两个轮子,通过激光扫描建立家庭地图,完成弓字形清扫路径。但是,家居屋子里无论家具还是障碍物,都会打乱扫地机器人的行走路线。如果想要顺利完成整间屋子的清扫任务,扫地机器人必须重复行走一定的路线。

早在1960年,管梅谷教授在国际上最先提出邮递员问题,现在被国际图论界命名为“中国邮路问题”。中国邮路问题,简单的说,就是邮递员投递信件,如何行走最短的路径即可把信件送到指定的用户手中。扫地机器人的最优清扫路线问题,与中国邮路问题是同样的道理,即:走最短的路径将屋子清扫干净。







关于最优路径方案

我们可以通过实例研究机器人清扫的最优路线。假设下图是某房间的二维地图, 房间里有凳子和沙发等家具。图中的圆圈表示扫地机器人,圆圈中的数字表示扫地机器人的行走路线。按照研究思路,扫地机器人需要走遍图中的十几个位置,并且保证行走的路线是最短路径,才能达到我们预想的最优、最节能目标。

我们令扫地机器人从房间左下西南角出发,向2号位西北角沿直线清扫。然后路过3号位,走到4、5位置。扫地机器人一路向南,走到东南角的6号位置。同理,扫地机器人走到中心的11号位置。由11号位置,扫地机器人必须回到原先的8号位置,也就是说,8号位置与12号位置重复。扫地机器人从12号位置,路过13号位置,到14号位置,其中12号至13号位置的路径是重复之前8号至9号的位置。扫地机器人按图中所标数字走到18号位置,最终回到了初始点1号位,完成全屋的清扫工作。其中,图中加粗的三段路线3-4(14-15)、8-9(12-13)、17-18(16-17),是走了两遍的路线。但是,这是重复路线相对较少的,是一种次优路线。所谓的次优路线,是仅次于最优路线的路线。但是这种次优路线已经较好的利用了现有资源,资源较为优化。


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下面,我要给大家介绍一种最优路线。同样是上面那个例子,在间屋子里,有凳子和沙发两件障碍物,我们要完成最优路线设计的清扫方案。大家可以看到,下图中的1号位置即为扫地机器人的出发点。按照图中数字走完这间屋子,扫地机器人依然重复了两段路线15-16(16-17)、6-7(11-12)。但是,在这个实例中,我们可以看出,方案二比方案一的行走路线要短,也就是说,方案二是最优路线。但是,方案二也带来了一个问题:扫地机器人的起始位置不在角落里,它最终也不会回到起始点。


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我们在研究最优路线问题的同时,应该在路径中标注实际距离的长短。在上面这个实例中,我们通过目测得出方案二为最优方案。但是,多数情况下,我们需要通过路径的实际距离长短计算来确定最优方案。

  

关于疑问

疑问一:

上面的两种方案是指定了房间内的家具以及家具的具体位置,属于特定情况,如何将这种方法推广到所有的户型?

回答:

这种最优路径清扫方案是位以内扫地机器人特别创新的。因为以内扫地机器人有自己的App,并且可以在清扫前通过激光扫描建立家庭二维地图。所以,App可以在地图上标记家具位置,并添加到二维地图中,通过上面我介绍的方法计算出最短路径,并标记扫地机器人的初始位置,以供用户轻松使用机器人。


疑问二:

既然是最优路径,为什么不能设计一种方案,令扫地机器人的路径不重复,一次性完成屋子的清扫任务?

回答:

根据中国邮路问题思想,邮递员或者扫地机器人行走经过的任意一点,如果仅有两个分支,即可一次性完成清扫任务,不必重复经过。但是,如果某点有三个或者更多个分支,扫地机器人必定会从第二个分支走出,并从第三个分支再走回该点。如上面方案二所示:4号位,只有向北和向东两条分支,所以扫地机器人必定从4号位一个分支进入,并从另一条分支走出。但是,如方案二中的6号位,有三条分支,扫地机器人必定会从其中一条分支进入,从第二条分支走出,并且再次从第三条分支进入,重复临近的一条路线走出。


所以,最优路径设计方案并非完美方案。最优路径方案只是扫地机器人行走的最短路径,并不能使扫地机器人一次性完成清扫任务。




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