Grâce aux progrès de la technologie électronique et des communications, ainsi qu’à la maturité de la chaîne d’approvisionnement, les robots aspirateurs se sont rapidement transformés en un produit smart home courant. Cependant, les inconvénients de ces appareils restent inévitables. Par exemple, certains robots aspirateurs ne parviennent pas à retrouver le chemin de la station de charge pour se recharger, du fait d’une cartographie et d’une planification de trajet insuffisantes — ce qui conduit finalement à devoir le ramener manuellement à la station de charge soi-même. Il est également possible que votre robot ne détecte guère les chaussettes, les câbles de charge et autres objets présents sur le sol au quotidien, et qu’il se coince ensuite sur ces objets ménagers, si bien que vous avez l’impression que le robot n’apporte aucune aide, mais ne fait que créer des problèmes.
Bien que votre robot accomplisse généralement sa tâche en une seule passe avec succès, il a également une tendance légèrement frustrante : se coincer définitivement après un choc aléatoire. Dans une telle situation, c’est vous qui devez au contraire le libérer. Vous vous demandez certainement pourquoi cela arrive constamment, même quand il s’agit juste de passer sous un meuble, sur un tapis plus épais ou au-dessus d’un seuil de porte dans la salle de bain. En réalité, cela vient le plus souvent de problèmes de détection visuelle ou d’autres dysfonctionnements des capteurs et des algorithmes.
Méthodes d’évitement d’obstacles
La technologie évolue à un rythme fulgurant, et la technologie d’évitement d’obstacles pour robots ne fait pas exception : allant de l’évitement d’obstacles par lumière structurée 3D, à l’évitement d’obstacles par 3D ToF (Time of Flight), en passant par l’évitement d’obstacles par vision monoculaire ou binoculaire et l’évitement d’obstacles par LiDAR. Ces méthodes les plus modernes sont déjà intégrées aujourd’hui dans les robots aspirateurs. Grâce aux algorithmes et à l’apprentissage automatique, elles offrent non seulement confort et praticité, mais assurent également que les robots aspirateurs travaillent avec la même intelligence qu’un humain et aident efficacement les utilisateurs dans la vie quotidienne.
Méthodes d’évitement d’obstacles pour les robots aspirateurs
Évitement d’obstacles par lumière structurée 3D
La lumière structurée 3D est une mesure optique active de distance qui se compose de deux parties : une partie d’émission et une partie de réception. Le principe de base consiste à utiliser une source de lumière infrarouge et à projeter le rayonnement lumineux sur l’objet. Lorsque ces motifs sont réfléchis par la surface de l’objet, des déformations différentes apparaissent selon la distance de celui-ci, et le capteur d’image capture ces motifs déformés pour percevoir l’environnement. La fonction Face ID pour déverrouiller nos smartphones en est un excellent exemple. Chaque fois que vous regardez votre iPhone, son système de caméra TrueDepth reconnaît votre visage grâce à un flood illuminator, sans que vous ayez besoin de saisir votre mot de passe.
Cependant, le motif de points lumineux influe sur la portée de détection de la solution à lumière structurée, et la portée de l’évitement d’obstacles associé est limitée. En luminosité intense, son rendement peut diminuer notablement et il est facilement perturbé par la lumière ambiante.
Évitement d’obstacles par 3D ToF (Time of Flight)
La technologie ToF repose sur un principe de mesure de distance. Pour mesurer la distance entre le module et un objet présent dans la scène, ce dernier émet des impulsions lumineuses haute fréquence vers l’objet via sa source de lumière infrarouge. Après avoir été émises, ces impulsions atteignent l’objet et sont réfléchies vers le capteur du module ToF. C’est pendant cette phase que le ToF, soit le « Time of Flight » (temps de vol), est calculé — une technologie largement utilisée dans les appareils AR/VR, dont l’exemple typique est Oculus.
Dans les appareils AR/VR, la 3D ToF permet de générer des nuages de points 3D en temps réel, ce qui permet aux logiciels AR/VR de percevoir avec une plus grande précision l’environnement de tout objet dans la scène. Elle fonctionne également parfaitement dans des environnements à luminosité intense ou faible et n’est pas perturbée par la lumière ambiante. Cependant, le défaut de la 3D ToF s’avère plutôt fatal pour les robots aspirateurs : sa faible résolution et les informations d’image fournies ne sont pas très utiles dans le processus d’évitement d’obstacles.
Évitement d’obstacles par vision monoculaire et binoculaire
Parmi les différentes approches basées sur le traitement d’images, la vision monoculaire est la mieux adaptée aux robots aspirateurs : elle est légère et présente un temps de traitement réduit. En revanche, la vision binoculaire est plus avancée : elle permet aux robots aspirateurs d’éviter les objets non identifiés et de recueillir des informations sur la profondeur de champ de ces derniers.
La majorité des robots aspirateurs sont monoculaires : ils sont équipés d’une unique caméra qu’ils utilisent pour détecter les objets. Cependant, les robots aspirateurs équipés de caméra soulèvent des préoccupations de sécurité évidentes, par exemple le risque d’être piratés et détournés de leur usage — pour espionner votre propre foyer, ce qui vous fait sentir extrêmement mal à l’aise avec un tel « espion ».
Lorsque la technologie de vision binoculaire est intégrée aux robots aspirateurs, ceux-ci bénéficient d’une amélioration bien plus marquée en matière d’évitement d’obstacles et de déblocage face aux obstacles que la vision monoculaire, que ce soit de jour ou de nuit. Néanmoins, ces modèles ne sont pas forcément économiques : ils coûtent généralement environ 1000 dollars US, ce qui représente un supplément de 100 % par rapport à la majorité des robots aspirateurs équipés de LiDAR.
Évitement d’obstacles par LiDAR
Le LiDAR mesure le temps qu’une impulsion laser nécessite pour parcourir la distance depuis sa position sur le robot jusqu’à un objet ou une surface. Ce temps de trajet est utilisé pour calculer la distance séparant le robot de la cible, laquelle peut ensuite être convertie en données de hauteur.
Le principal avantage du LiDAR réside dans sa capacité à optimiser la navigation du robot pour un nettoyage bien plus efficace. Contrairement aux robots aspirateurs traditionnels qui reposent sur la méthode de navigation classique du heurter-et-bouger — dans laquelle les capteurs de choc placés autour du robot se déclenchent au contact d’un obstacle, l’incitant à pivoter légèrement gauche ou droite pour le contourner — les robots équipés de LiDAR ne perdent aucune seconde. Leur système LiDAR les guide en effectuant des trajectoires linéaires le long des coins et des bordures de la pièce, garantissant un nettoyage efficient sans déviation inutile.
Le LiDAR trouve également de nombreuses applications industrielles. Dans le domaine des énergies renouvelables, il sert à déterminer les conditions préalables essentielles à la production d’énergie solaire, par exemple le positionnement optimal des panneaux solaires. Il est également utilisé pour calculer la vitesse et la direction du vent, permettant aux exploitants de parcs éoliens de concevoir et d’installer leurs éoliennes en se basant sur ces données précises.
La précision, la rapidité de détection, la capacité à résister aux interférences et la portée effective de l’évitement et de la détection d’obstacles par laser sont nettement supérieures à celles des technologies infrarouge et ultrasonore. Il n’y a aucun doute que le LiDAR constitue aujourd’hui la solution de référence en matière d’évitement d’obstacles pour les robots aspirateurs.
Comment fonctionne le LiDAR sur le robot aspirateur AIRROBO T10+ ?
Le robot aspirateur AIRROBO T10+, équipé de la technologie LiDAR, navigue et nettoie votre foyer comme un petit « véhicule autonome » : ses itinéraires sont générés automatiquement par l’intelligence artificielle avant qu’il ne couvre chaque recoin de votre maison. Doté d’une navigation LiDAR, l’AIRROBO T10+ scanne avec précision, rapidité et exhaustivité l’environnement de votre logement — y compris les pieds de chaise, les poubelles, les jouets, les animaux domestiques, les rallonges électriques, les câbles, les ventilateurs électriques, les livres, les tapis de yoga et bien d’autres objets.
Chaque seconde, le capteur laser situé sur le dessus de l’AIRROBO T10+ tourne six fois et mesure 2160 points distincts dans l’espace, afin d’établir une carte précise au centimètre près sur un rayon de 8 mètres. Cette cartographie optimisée de votre foyer assure une navigation sensorielle plus performante et un nettoyage continu tout au long du trajet.
AIRROBO T10+ : Robot aspirateur qui navigue, cartographie et nettoie
USLAM Air 5.0™ : Algorithme de navigation
L’USLAM Air 5.0™ est une évolution majeure de la puissante technologie USLAM développée par UBTECH Robotics, qui résout les problèmes concrets liés à l’automatisation du nettoyage domestique avec une haute efficacité, précision et stabilité.
L’algorithme USLAM Air 5.0™ mis à jour, intégré au T10+, a apporté une contribution majeure à sa navigation. Il utilise le laser pour scanner les espaces et objets environnants de l’AIRROBO T10+ et cartographier la distance et l’environnement séparant le T10+ de ces derniers — l’algorithme détectant activement l’environnement du robot au moyen de 23 ensembles de capteurs et de 4 ensembles de capteurs de chute. L’USLAM s’est révélé être l’algorithme le plus robuste et le plus fiable dans le domaine de la robotique humanoïde, ce qui lui confère une grande proximité avec l’intelligence humaine.
Le robot aspirateur AIRROBO T10+ est le plus fiable et en même temps le plus abordable parmi les modèles comparables — d’où il constitue le choix parfait pour les familles modernes. Grâce à ses excellentes performances de nettoyage et d’évitement d’obstacles, il convient parfaitement à la plupart des scénarios domestiques. AIRROBO n’a jamais cessé de rechercher et de développer des technologies révolutionnaires en intelligence artificielle afin de simplifier le quotidien des personnes. Nous nous réjouissons de vous proposer encore plus d’excellents produits à l’avenir.
