LiDAR – co to jest, do czego służy i za co odpowiada w robocie sprzątającym?

LiDAR – co to jest?

LiDAR (Light Detection and Ranging) to technologia pomiaru odległości, która działa poprzez emisję impulsów laserowych i analizę czasu ich powrotu po odbiciu od obiektów. Umożliwia to tworzenie precyzyjnych, trójwymiarowych map otoczenia.

Jak działa LiDAR?

Działanie skaneru LiDAR pozwala na precyzyjne określenie odległości i kształtu terenu. Zarejestrowane dane są zbierane do chmury, z której odwzorowywany jest trójwymiarowy model.

Cały proces wygląda następująco:

1. Emisja krótkich impulsów laserowych,
2. Odbicie światła lasera od napotkanych obiektów,
3. Pomiar czasu odbicia za pomocą odbicia światła,
4. Obliczanie odległości przez system przy wykorzystaniu prędkości światła,
5. Tworzenie chmury punktów, z której powstaje mapa 3D.

Gdzie wykorzystuje się technologię LiDAR?

Technologia skanowania laserowego znalazła zastosowanie tam, gdzie potrzebne jest precyzyjne mapowanie i modelowanie przestrzenne.

Poza robotami sprzątającymi wykorzystuje się ją w geodezji i kartografii, archeologii, budownictwie, motoryzacji i badaniach naukowych. 

W geodezji i kartografii LiDAR jest wykorzystywany do tworzenia map topograficznych i map dna morskiego. Archeolodzy używają tej technologii do odsłaniania obiektów ukrytych pod ziemią, a pracownicy branży budowlanej m.in. do inwentaryzacji terenu.

Z LiDAR’u korzystają badacze naukowi i osoby zajmujący się ochroną środowiska, a także producenci dronów, gier komputerowych i aplikacji AR.

Mało kto wie, że skanowanie laserowe jest wykorzystywane także w nowoczesnych smartfonach. Przykładem może być LiDAR w iPhonach, który pomaga w fotografii oraz działaniu aplikacji wykorzystujących rozszerzoną rzeczywistość. Lidar wspomaga działanie autofocusa przy słabym oświetleniu.

Skanowanie laserowe jest wykorzystywane także w autonomicznych samochodach, które są coraz bardziej popularne.

Technologia znalazła także szerokie zastosowanie w tworzeniu inteligentnych miast, m.in. w monitorowaniu ruchu drogowego, zarządzaniu parkingami, analizie gęstości zaludnienia oraz w poprawie bezpieczeństwa i efektywności działania infrastruktury.

Nawigacja LiDAR w robotach sprzątających – jak działa?

Nawigacja LiDAR w robotach sprzątających działa na zasadzie emisji impulsów laserowych, które odbijają się od otaczających obiektów i wracają do czujnika. 

Analizując czas powrotu tych impulsów, robot precyzyjnie mierzy odległości do przeszkód i tworzy szczegółową, trójwymiarową mapę pomieszczenia w czasie rzeczywistym.

System skanowania laserowego jest zwykle umieszczony na obrotowej głowicy na górze robota. Jest to część, która szybko skanuje otoczenie wokół urządzenia, emitując wiązkę lasera w poziomie. 

Dzięki temu robot „widzi” przeszkody na swojej wysokości i może je dokładnie lokalizować oraz omijać.

Inteligentne sterowanie laserowe często współpracuje z algorytmem SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), który pozwala robotowi jednocześnie orientować się w przestrzeni i tworzyć mapę pomieszczenia. 

Robot zapamiętuje punkt startowy, śledzi swoją trasę i dzięki czujnikom żyroskopowym kontroluje kąty obrotu. Takie działanie zwiększa precyzję ruchu i umożliwia inteligentne planowanie trasy sprzątania.

Dzięki ciągłemu skanowaniu może on dynamicznie reagować na przeszkody, dostosować do nich swoją trasę i unikać kolizji.

Zalety skanowania laserowego w inteligentnych odkurzaczach automatycznych

• precyzyjne mapowanie 3D,
• dokładne wykrywanie i omijanie przeszkód,
• nawigacja w czasie rzeczywistym,
• bezpieczne poruszanie się robota,
• możliwość tworzenia map wielopoziomowych i stref wirtualnych,
• optymalna trasa sprzątania to oszczędność energii i czasu,
• skuteczne działanie w każdych warunkach oświetleniowych,
• brak ryzyka rozpowszechnienia prywatnych danych, jak ma to miejsce w przypadku kamery.

Skanowanie laserowe vs inne technologie nawigacji — co wybrać?

Na rynku znajdziemy roboty sprzątające posiadające kilka wariantów nawigacji.

Poza LiDAR’em urządzenia mogą korzystać z nawigacji losowej, nawigacji żyroskopowej oraz kamery.

Nawigacja losowa to najbardziej podstawowy system nawigacji, w której robot porusza się w linii prostej aż do napotkania przeszkody. Po zderzeniu z przeszkodą odkurzacz zmienia tor jazdy w sposób losowy. Ze względu na niską efektywność odradzamy wyboru tego rozwiązania.

Nieco lepiej spisuje się nawigacja żyroskopowa, w której robot porusza się w przestrzeni, zapamiętuje drogę i unika powrotu do posprzątanych wcześniej miejsc.

Mimo wszystko nawigacja żyroskopowa nie jest tak precyzyjna jak nowsze technologie.

Wiele robotów sprzątających do nawigacji wykorzystuje kamerę, która jest zamontowana na przednim zderzaku urządzenia.

Pozwala ona na zapamiętywanie map i wyznaczanie stref sprzątania oraz wirtualnych ścian.

I choć posiada ona wiele zalet (m.in. rozpoznawanie obiektów) jest mniej precyzyjna niż LiDAR i wymaga odpowiedniego oświetlenia. W starciu LiDAR vs kamera, pojedynek wygrywa LiDAR.

HYGSE movo i HYGSE smart 2 – nowoczesne roboty sprzątające z technologią LiDAR

Jeśli zależy Ci na skutecznym sprzątaniu, postaw na robot sprzątający z LiDAR’em i dużą mocą ssania, bogatym wyposażeniem oraz skutecznym systemem nawigacji. 

Urządzenia marki HYGSE to przykład skutecznych odkurzaczy automatycznych, które poza dokładnym sprzątaniem, wybierają optymalną trasę przejazdu, omijają przeszkody i nie gubią się podczas pracy.

HYGSE movo to urządzenie 2w1, które odkurza i myje podłogi podczas jednego cyklu sprzątania. Do jego funkcji zaliczymy także automatyczne opróżnianie worka na kurz w stacji dokującej. 

Jego moc ssania na poziomie 2 800 Pa pozwala mu na efektywne wciąganie zanieczyszczeń z podłóg twardych i dywanów.

Robot sprzątający z nawigacją LiDAR szybko mapuje pomieszczenia i sprawnie porusza się w każdych warunkach, w przeciwieństwie do innych technologii.

HYGSE smart 2 to najlepszy robot sprzątający z LiDAR’em, który posiada także funkcję aktywnego mycia podłogi i zaawansowaną stację dokującą.

Moc ssania na poziomie 4 000 Pa umożliwia mu dokładne odkurzanie każdej powierzchni. Z kolei obrotowe mopy pozwalają na usuwanie nawet najtrudniejszych plam z podłogi. 

Wielofunkcyjna stacja dokująca odpowiada za ładowanie akumulatorów, opróżnianie pojemnika na kurz, wymianę wody, a także czyszczenie i suszenie padów mopujących.

Nawigacja za pomocą technologii LiDAR pozwala mu na precyzyjne mapowanie pomieszczeń i omijanie przeszkód.

Technogia LiDAR w odkurzaczach automatycznych. Dlaczego każdy model powinien ją mieć? Podsumowanie

System LiDAR oferują najwyższy poziom nawigacji dzięki precyzyjnemu skanowaniu laserowemu otoczenia. Ze względu na precyzję i niezawodność jest on wykorzystywany w robotach sprzątających. 

Technologia umożliwia tworzenie dokładnych map 3D pomieszczeń, skuteczne omijanie przeszkód oraz działanie niezależnie od warunków oświetleniowych.

Przekłada się to na szybsze, bardziej efektywne i bezpieczniejsze sprzątanie. 

W porównaniu do innych technologii, takich jak nawigacja losowa, żyroskopowa czy oparta na kamerze, LiDAR zapewnia największą precyzję i niezawodność.

Roboty z tym systemem, takie jak modele HYGSE movo i HYGSE smart 2, łączą wysoką moc ssania z inteligentnym planowaniem tras. Oferują one wielofunkcyjne rozwiązanie do sprzątania każdego wnętrza.

FAQ

1. Co to jest LiDAR i jak działa w robocie sprzątającym?

LiDAR (Light Detection and Ranging) to technologia skanowania otoczenia za pomocą wiązki laserowej. W robocie sprzątającym LiDAR pozwala na precyzyjne mapowanie pomieszczeń i nawigację, dzięki czemu robot omija przeszkody i planuje optymalną trasę sprzątania.

2. Jakie są zalety LiDAR w porównaniu do innych systemów nawigacji?

LiDAR jest bardzo dokładny i działa niezależnie od oświetlenia, w przeciwieństwie do kamer, które mogą mieć problemy w ciemnych pomieszczeniach. Pozwala na szybkie i precyzyjne tworzenie mapy pomieszczenia oraz lepsze omijanie przeszkód.

3. Czy LiDAR jest bezpieczny dla zdrowia?

Tak, LiDAR w robotach sprzątających wykorzystuje niskiej mocy wiązki laserowe, które są bezpieczne dla oczu i zdrowia ludzi oraz zwierząt.

4. Czy robot sprzątający z LiDAR jest droższy?

Zazwyczaj modele z LiDAR są droższe niż te z prostszymi systemami nawigacji, ale oferują lepszą skuteczność sprzątania i dokładniejszą nawigację, co może przełożyć się na lepszą jakość i oszczędność czasu.

5. Czy LiDAR działa w całkowitej ciemności?

Tak, LiDAR nie wymaga światła widzialnego do działania, dlatego robot z tym systemem może skutecznie sprzątać nawet w całkowitej ciemności.

6. Jakie inne zastosowania ma technologia LiDAR?

Poza robotami sprzątającymi LiDAR jest wykorzystywany w motoryzacji (np. w autonomicznych samochodach), geodezji, archeologii, dronach oraz w systemach monitoringu środowiska.

7. Czy robot z LiDAR może mapować wiele pomieszczeń?

Tak, większość nowoczesnych robotów z LiDAR potrafi tworzyć szczegółowe mapy wielu pomieszczeń i zapamiętywać je, co pozwala na efektywne sprzątanie całego domu.