作為服務(wù)機器人市場的首發(fā)單品，掃地機器人如今已滲透千家萬戶，并隨著技術(shù)及市場的日臻成熟而深入人心。如今，在小米、360及科沃斯等巨頭的持續(xù)推動下，支撐掃地機發(fā)揮關(guān)鍵性能的核心技術(shù)--自主導(dǎo)航定位和路徑規(guī)劃也呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢，演變?yōu)樾袠I(yè)標(biāo)配的同時也開始向多傳感器融合方向深入發(fā)展。而軟件方面，隨著深度學(xué)習(xí)算法的產(chǎn)品化，AI加持下的掃地機器人技術(shù)也為行業(yè)發(fā)展注入了新的生機。

巨頭入局掀起價格戰(zhàn)“狂潮”2018年行業(yè)或迎洗牌期

掃地機器人短短幾年便火遍全國已是不爭的事實。據(jù)統(tǒng)計，經(jīng)過2014年市場銷售額的一波爆發(fā)式增長后，2015年掃地機器人依舊熱度不減，特別是上半年，線上智能掃地機器人的主流價格區(qū)間集中于2000元以上，銷售占比為41.1%;而到了2016年上半年，隨著行業(yè)競爭的加劇以及市場對低價位產(chǎn)品需求的攀升，主流價格區(qū)間降到了1000-1500元之間，銷售占比為35.3%，而2000元以上掃地機器人占比也下降至32.4%，這進一步帶動了掃地機銷量的增長及滲透率的提升，而2017年這種演變趨勢也在不斷深化。

科沃斯國際事業(yè)部總裁錢程

科沃斯國際事業(yè)部總裁錢程告訴記者:“據(jù)我們長期的市場調(diào)研來看，目前國內(nèi)消費者對掃地機器人的接受程度已經(jīng)很高了，因為這個市場在國內(nèi)已經(jīng)培養(yǎng)了很多年。而當(dāng)前的國內(nèi)用戶更多看重技術(shù)型的產(chǎn)品，要導(dǎo)航、掃拖一體，更要智能化。在2017年的雙十一，我們的全網(wǎng)成交總額達到了5.28億元，其中掃地機占據(jù)絕大多數(shù)，領(lǐng)跑全網(wǎng)雙十一生活電器榜。同時，在美國的‘黑五’購物節(jié)上，我們在亞馬遜平臺上相比去年更是取得了超過400%增長的成績，產(chǎn)品成交額相當(dāng)于去年的5倍，創(chuàng)下歷史新高。因此，我們預(yù)計2018年，隨著技術(shù)成本的不斷壓低以及用戶的廣泛認(rèn)可，掃地機器人業(yè)務(wù)將為我們創(chuàng)造更多的利潤增長。”

在掃地機器人最初流行的時候，人們主要的關(guān)注點還是在前者，但隨著技術(shù)不斷的升級迭代，加上人工智能概念的越發(fā)火熱，用戶如今對后者的要求越來越嚴(yán)苛，這也就進一步要求業(yè)內(nèi)廠商開始用更多智能化技術(shù)來給掃地機賦能，擁有智能規(guī)劃清掃功能的掃地機也日漸占據(jù)絕大多數(shù)份額。”因此今年以來，我們可以看到業(yè)內(nèi)各大主流廠商已經(jīng)全線轉(zhuǎn)戰(zhàn)智能規(guī)劃式掃地機產(chǎn)品的研發(fā)，而不具備智能規(guī)劃技術(shù)的掃地機市場份額正逐步降低，未來也將逐漸淡出市場。

正如錢程所言，自去年小米入局以來，這種趨勢就已在醞釀之中。而隨著2017年12月18日安全巨頭360公司的強勢殺入，編者預(yù)計2018年該趨勢將會得到進一步的深化，屆時市場也將迎來新一輪的洗牌，低端的“盲掃”產(chǎn)品將逐漸退市，而擁有資本與技術(shù)實力的廠商將真正存活下來，共同分食殘余的掃地機市場。

對此，有業(yè)內(nèi)人士對上述觀點表示贊同，與之前阿里和京東主導(dǎo)的智能音箱市場混戰(zhàn)套路類似，小米和360兩家巨頭用低價策略打入掃地機市場，掀起價格戰(zhàn)，旨在掌控整個市場的主導(dǎo)權(quán)，讓自身品牌更快的向用戶群滲透。而在技術(shù)方案上，兩家公司都清一色采用的是單線激光雷達來進行同步定位與地圖構(gòu)建SLAM(SLAM即Simultaneouslocalizationandmapping)，事實上這種方案在市面上的成本不低，據(jù)渠道方面了解大概在400-600元左右。而近期，小米還在進一步的壓低市場價格，預(yù)計明年360也將采取同樣的方式，而這將倒逼業(yè)內(nèi)其他廠商在定價上做出更多妥協(xié)，并有望大幅帶動2018年整個行業(yè)中高端檔次產(chǎn)品價位的進一步降低，屆時攜帶自主定位及規(guī)劃功能的智能掃地機出貨量將快速攀升，而當(dāng)前遍地都是的“盲掃”掃地機也將以更快的速度淡出市場。

功耗及成本是瓶頸軟硬結(jié)合助力精準(zhǔn)化應(yīng)用

盡管智能規(guī)劃式清掃正成為當(dāng)前掃地機的標(biāo)配，但在實際應(yīng)用當(dāng)中，仍有很多問題亟待解決，比如功耗、成本等。站在專業(yè)廠商的角度考慮，上海思嵐科技有限公司CEO陳士凱認(rèn)為:“對于消費級的產(chǎn)品，我們更關(guān)注的是如何將同樣的功能以更低的代價/價格、開發(fā)周期以及使用難易度變成一個具體的產(chǎn)品。因此，在產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)上，我們需要盡可能的講求‘零配置’來滿足廣大普通用戶‘拿來即用’的需求。而目前，就家庭應(yīng)用場景而言，盡管配備了激光雷達等技術(shù)，掃地機導(dǎo)航定位系統(tǒng)仍然面臨著諸多待解的問題。對此，我們做過很多努力，比如在成本上，我們現(xiàn)有的激光雷達成本已經(jīng)能夠做得更低，可以在一定程度上解決導(dǎo)航定位模塊使用成本的問題。我們最早是做激光雷達的，目前我們的A2激光雷達能夠?qū)崿F(xiàn)16米半徑的測距，而測量平距今年則能夠做到8K，并且不會在體積和外觀尺寸上有任何變化。”

上海思嵐科技有限公司CEO陳士凱

除了成本問題以外，功耗也是當(dāng)前的一大突出問題。陳士凱強調(diào):“目前，無論SLAM的算法還是路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其復(fù)雜度都比較高。拿現(xiàn)在主流的筆記本電腦跑都有點吃力。SLAM里面的凸優(yōu)化算法還不能夠在線進行運作，必須靠離線式進行運算，因此把技術(shù)使用到實際產(chǎn)品中的時候就會遇到問題。比如我們給出的是上百瓦的級別，但是一個掃地機器人電池本身的容量可能只有20多瓦時的規(guī)模，如果讓掃地機器人上裝一個筆記本跑SLAM算法，可能一個小時不到就沒有電了，這是完全不被接受的。”

“我們的解決方式是通過高度算法優(yōu)化和集成，把導(dǎo)航定位系統(tǒng)的體積和運算性能負(fù)荷上做到最小。”陳士凱進一步補充到，現(xiàn)在在硬幣大的SLAMWARE里面可以實現(xiàn)傳統(tǒng)信息機和開源算法，可以在2瓦下完成SLAM規(guī)劃的所有事情，同時體積和發(fā)熱情況都可以有很大的改善。而從一些案例來看，比如我們最新發(fā)布的一個基于激光雷達和導(dǎo)航定位系統(tǒng)的開源參考平臺，這是目前能實現(xiàn)的最小具有激光自主定位導(dǎo)航的系統(tǒng)，它的特點是只需要干電池就可以供電，并且實現(xiàn)兩個小時以上的待機時間。前面功耗的問題就可以得到很大的解決，實際產(chǎn)品中，現(xiàn)在不會讓用戶使用干電池，很多用戶會使用可充電式的鋰離子電池，讓機器人可以實現(xiàn)8小時以上的待機時間。

另一方面，在實際使用場景下，對導(dǎo)航定位問題來說，機器人開機以后對家里的環(huán)境構(gòu)造是完全不清楚的，這就對路徑規(guī)劃算法提出了一個共同的要求，需要把地圖預(yù)先繪制出來。對此，陳世凱解釋到:“這是一個矛盾點，我既希望這個機器人在環(huán)境位置的時候展開工作，但一些主流算法還是需要對地圖或者環(huán)境有一個預(yù)先的構(gòu)建或者預(yù)先的探索，才可以展開一些算法。因此產(chǎn)業(yè)界就需要做一些額外的工作，我們在現(xiàn)有的SLAMWARE系統(tǒng)里加載了新的路徑規(guī)劃系統(tǒng)，就像玩《星際爭霸》一樣，可以給一個初級的路徑規(guī)劃，隨著機器人持續(xù)探索，路徑可以逐步進行細(xì)化，能夠在地圖甚至完全未知和部分未知時就可以展開行動。除了這個比較基礎(chǔ)的功能以外，還需要很多其他的算法進行配合，比如自主環(huán)境探索和地圖構(gòu)建，這是目前帶有導(dǎo)航定位掃地機器人的標(biāo)配。因為對于未知環(huán)境，必須先對環(huán)境進行探索，框定清掃區(qū)域。另外還有一個非計算的問題，比如地圖如何去呈現(xiàn)，而目前使用任何新的技術(shù)都會帶來成本上升，成本的上升往往伴隨著功能溢價，所以廠家必須把新的功能提升到讓用戶有感知的水平。如果機器人具備了激光導(dǎo)航和地圖構(gòu)建能力，在使用當(dāng)中，都會非常希望讓用戶看到機器人真正的繪制地圖。這時候就有一個心理上的問題，一張圖是一個人認(rèn)為機器人繪制的地圖效果，但實際上很多時候SLAM系統(tǒng)給出的地圖雖然不算差，但也稱不上很好。如果我展現(xiàn)的是這樣的地圖，那在用戶心理上就會產(chǎn)生很大的障礙，他會覺得這個產(chǎn)品看上去是不是不值這個價格。而且，在實現(xiàn)導(dǎo)航定位系統(tǒng)的時候，也會關(guān)注另外一件事情，這件事情機器人不會考慮，但是對于人來說比較注重，那就是構(gòu)圖的精細(xì)程度，這是目前思嵐在嘗試努力的方向。”

作為國內(nèi)掃地機市場的頭羊，科沃斯則更看好“全局規(guī)劃”的方式。錢程表示:“目前在掃地機市場上，有著琳瑯滿目的規(guī)劃式設(shè)計的產(chǎn)品，但各品牌之間也存在較大的差異，比如全局規(guī)劃和普通的路徑規(guī)劃就不太一樣。而對于傳統(tǒng)掃地機這種本身不具備視覺能力的產(chǎn)品，我們則從人工智能的角度賦予其探測、認(rèn)知并記憶整體家居環(huán)境的能力，從而實現(xiàn)‘全局規(guī)劃’，我們認(rèn)為這是當(dāng)前行業(yè)在技術(shù)層面上的主流發(fā)展趨勢。”

針對具體的產(chǎn)品化方案，錢程告訴記者:“比如，在DG3上，我們首次配置了應(yīng)用在智能手機、智能電腦、數(shù)字電視等家用產(chǎn)品，以及汽車電子、航天航空等領(lǐng)域的同類型Cortex-A9處理器，相比常規(guī)芯片的低效處理單任務(wù)來說，Cortex-A9能夠處理多任務(wù)執(zhí)行，并且處理速度也有了大幅度的提升，這塊芯片讓‘全局規(guī)劃’更加高效。此外，我們也配置了現(xiàn)在業(yè)內(nèi)使用較多的LDS激光雷達測距傳感器，并配合SLAM算法，可智能識別家居環(huán)境，實現(xiàn)精準(zhǔn)快速建立家居地圖、智能分區(qū)。簡單來說，SmartNavi2.0意味著掃地機器人DG3在快速建立家居地圖的同時，通過我們的APP端即可實現(xiàn)指定區(qū)域清掃，想掃哪間點哪間，并可精確到指定點，想掃哪里點哪里，同時可隨心設(shè)置虛擬墻或虛擬區(qū)、標(biāo)注無需清掃的區(qū)域，哪里不掃也由用戶說了算。”

多傳感器融合大勢所趨深度學(xué)習(xí)助力掃地機“更智能”

誠如上述，為實現(xiàn)更好的SLAM建圖、定位以及規(guī)劃效果，業(yè)內(nèi)主流廠商正紛紛轉(zhuǎn)向“LiDarSLAM+軟件算法”的方案。不過，針對掃地機的應(yīng)用而言，激光雷達方案也存在動態(tài)環(huán)境難以定位、重定位能力差、缺乏回環(huán)檢測能力等問題，而視覺方案雖然也有自身的問題，但可以很好的彌補LiDar存在的這些缺陷，這點在火熱的智能駕駛領(lǐng)域就得到了廣泛驗證。對于以家庭應(yīng)用場景為核心的掃地機而言，這種應(yīng)用趨勢也開始嶄露頭角。

深圳市大道智創(chuàng)科技有限公司研發(fā)總監(jiān)龍建睿認(rèn)為:“毫無疑問，激光SLAM對于計算性能的需求大大低于視覺SLAM，比如主流的激光SLAM可以在普通ARMCPU上實時運行，而視覺SLAM基本都需要較為強勁的準(zhǔn)桌面級CPU或者GPU支持。因此，業(yè)界也看到了這其中蘊藏的巨大機會，為視覺處理定制的ASIC市場已經(jīng)蠢蠢欲動，一個很好的例子是Intel旗下的Movidius，他們設(shè)計了一種特殊的架構(gòu)來進行圖像、視頻與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理，在瓦級的超低功耗下達到桌面級GPU才擁有的吞吐量，DJI的精靈4系列產(chǎn)品就是使用這類專用芯片，實現(xiàn)了高速低功耗的視覺計算，為無人機避障和近地面場景導(dǎo)航提供根據(jù)。”

不過，針對未來技術(shù)方案的演變，龍建睿則更看好VSLAM和LIDARSLAM的多傳感器融合的方式。他表示:“雖然這兩種技術(shù)都有優(yōu)缺點，激光的缺點毋庸置疑，傳統(tǒng)激光雷達很貴而且很多方面不大靈活，目前為止技術(shù)的發(fā)展也不成熟;而對環(huán)境光影的變化或者室內(nèi)比較昏暗的場景，VSLAM技術(shù)也都沒辦法使用。但如果把這兩種SLAM技術(shù)融合在一起，并且配以目前低成本的傳感器，就可以解決掃地機應(yīng)用中的很多問題。而當(dāng)前，業(yè)內(nèi)有不少廠商都在進行這方面的探索，相信這種融合式的SLAM方式會是未來幾年比較重要的演變趨勢。”

除此，隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)產(chǎn)品化的飛速演進，AI加持下的智能掃地機也正向產(chǎn)業(yè)持續(xù)注入新的生機。龍建睿表示:“這一兩年，深度學(xué)習(xí)成為人工智能的代名詞。而在這個行業(yè)，前幾年還是以比較傳統(tǒng)的概率學(xué)，或者控制論的方式進行機器人自主定位導(dǎo)航。但這里展現(xiàn)的是完全通過深度學(xué)習(xí)，直接通過攝像頭數(shù)據(jù)作為信號輸入，再通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接產(chǎn)生出機器人的控制信號。其中像SLAM的過程、路徑規(guī)劃的過程，完全通過學(xué)習(xí)的方式就可以進行實現(xiàn)，因此我認(rèn)為這種技術(shù)也會成為未來的一種潮流。”

陳士凱對此也頗為認(rèn)同，并強調(diào):“在這一兩年我們看到很多巨頭都在做神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，尤其英特爾在芯片這一塊的性能是非常給力的，在功耗和性能上都讓我們非常吃驚，相信在不遠的將來，我們在掃地機導(dǎo)航定位這個領(lǐng)域也會非常廣泛的使用深度學(xué)習(xí)，包括SLAM，以及像路徑規(guī)劃這方面的應(yīng)用。另外是行業(yè)中的情況，比如基于深度學(xué)習(xí)的路徑規(guī)劃也都在不斷萌芽之中，相信未來幾年會有一個比較明顯的突破。”

而在這方面，科沃斯則先發(fā)制人實現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)技術(shù)的產(chǎn)品化，將AI算法下沉到硬件當(dāng)中，為掃地機全方位賦能，錢程表示:“目前，我們的DG3掃地機產(chǎn)品已成功被賦予了自主學(xué)習(xí)的能力，首次搭載了OTA在線升級技術(shù)，能夠基于對用戶使用數(shù)據(jù)進行采集和分析，并通過客戶端快捷升級產(chǎn)品功能，從而使DG3伴隨用戶的實際使用而進行自主深度學(xué)習(xí)，不斷更新擴充自身的功能，從而更好的適應(yīng)家庭環(huán)境，打造更為優(yōu)質(zhì)的智能體驗。”