掃地機器人從真空吸塵器發展而來，它的出現幫助人們解放雙手、減輕家務負擔，可以更多關注生活中重要的事情，因此越來越多的家庭選擇配置掃地機器人。

據IDC《智能家居設備市場季度跟蹤報告，2023年第四季度》顯示，2023年全球智能掃地機器人市場出貨量為1852萬臺。伴隨市場升級、滲透，預計未來五年市場出貨量將以6%的年復合增長率持續提升，預計2028年將接近2500萬臺。

其中，避障能力作為評判一款掃地機器人的智能化級別，其重要性不言而喻。

市場規模決定技術創新和發展水平，如果向AI助理提問：“掃地機器人避障方式哪種好？”，它給到的回答排序是視覺避障（27%）、3D結構光避障（22%）、3D ToF避障（16%）、激光雷達避障（13%）......所有的技術能力都不是一蹴而就，關于避障技術的探索同樣經歷一輪輪迭代發展。

避障1.0

碰撞式/超聲波傳感器/紅外傳感器

1996年，第一臺掃地機器人亮相，通過超聲波探測躲避障礙，由于對有些障礙物不能很好避開，因此在第二代版本中加入紅外傳感器，讓它的避障能力有所提升。但是它的反應和運行速度較慢，無法解決碰撞問題，很多區域無法被清理。

2002年，機器人公司iRobot開創隨機碰撞模式，即當掃地機器人在地面隨機移動時，能夠在碰到障礙物時改變方向，探測到臺階時自動停止。作為早期的避障技術，技術簡單、效率低下，而且容易損壞家具。

避障2.0

LDS激光雷達

從隨機清掃到路徑規劃，從功能實現到質量和效率的提升。

2016年，搭載在掃地機器人頂部的激光測距傳感器（LDS激光雷達）通過360°全向旋轉掃描周圍環境并進行定位、環境地圖構建（SLAM），從而實現合理的清掃路線規劃。

LDS激光雷達通過ToF（Time of Flight）的原理，即計算激光從發出到反射回來的飛行時間，得出相對精準的距離信息。但是由于其安裝在掃地機器人頂部，無法探測到下方的低矮區域，并且對透明及黑色物體識別不佳、也無法識別語義，因此無法實現智能避障。

但作為目前主流的技術方案，LDS激光雷達精度較高、采集速度較快，主要任務是導航及建圖，可以輔助避障，幾乎應用在目前所有的掃地機器人上。

避障3.0

LDS+雙線結構光

線激光只能測量單條線上的距離信息，那么雙線激光/結構光就能做到更強、更精細的三維識別。

雙線結構光，即采用兩條交叉的線激光共同工作，通常安裝在掃地機正前方，可以進行3D建模、判斷物體距離和外形，從而實現有效避障。雙線結構光避障的優點在于對環境光的抗干擾能力較強、識別距離遠，但是分辨率不高。

避障4.0

純視覺（雙目立體視覺）

隨著深度學習技術的發展，基于視覺的避障系統更接近人眼的處理能力，展現出更強的智能化特征。

雙目立體視覺，利用雙攝像頭采集圖像信息進行智能感知和深度信息探測。通過AI算法，對周圍環境和障礙物進行高精度的三維測距，實現物體識別，從而進行策略性避障和導航規劃。

2024年4月云鯨發布了首款雙目視覺避障方案的掃地機器人，對于障礙物的識別類型提升至100+，并且對數據線、紙巾等易纏繞物體都能有效識別。

由于視覺方案涉及測量和識別，數據處理量極大，因此對于掃地機器人的芯片算力要求很高，而且攝像頭在弱光環境下面臨不小的挑戰。

針對視覺避障的這兩處難點，基于酷芯行業領先的智能感知ISP圖像處理能力和智能計算NPU神經網絡處理能力，可以提供4Tops及以上算力，深度學習方式效果驚艷，同時搭配語義分割可獲得更為精細的圖像分割結果，解決傳統算法上的corner case；面對弱光環境，通過更大靶面的傳感器及適當補光等解決方案，提升視覺避障在不同光照條件下的性能。

作為酷芯第三代AI SoC，今年推出的AR94系列具備等效8Tops INT8算力，集成40+硬件算子，可以滿足掃地機器人日益復雜的應用需求，帶給用戶更好的智能產品體驗。同時，功率相比上一代降低50%以上，讓掃地機器人擁有更長的續航能力。

從“智障”到“智能”的避障之路需要不斷摸索，每種傳感器也都各有千秋，通過多種傳感器的融合使用可以揚長避短，實現更為精準和全面的環境感知。除此之外，AI技術的升級也將推動掃地機器人向更高層次的智能化發展。

每個領域都需要自己的開荒者，他打破技術的藩籬，將創新的點子落地成觸手可及的產品。

隨著技術的不斷進步和市場需求的推動，每一次迭代都帶來了更高效、更智能的用戶體驗，掃地機器人也將真正成為家庭生活中不可或缺的一部分。

關于酷芯微電子

合肥酷芯微電子有限公司成立于2011年7月，致力于成為全球智能芯片領導者。總部位于合肥高新區，并在上海、成都、深圳等多地開設分、子公司。公司依托通信、端側AI芯片及其解決方案賦能產業智能升級。產品主要應用于無線通信、機器人、融合成像、AR/VR等多個領域。