泳池清潔導(dǎo)航方案

目前泳池清潔機(jī)器人成為一個(gè)新的熱點(diǎn)賽道，許多都在此新領(lǐng)域投入研發(fā)，其中主要為曾經(jīng)從事家用掃地機(jī)的相關(guān)公司，因?yàn)橛境厍鍧崣C(jī)器人的智能化與曾經(jīng)的掃地機(jī)器人智能化路徑接近，而且目前還處于技術(shù)起步階段。

與家用掃地機(jī)器人相同的部分是目前泳池清潔機(jī)器人主要還是隨機(jī)式行走，沒有加入路徑規(guī)劃部分，清潔效率較低，未來將很快步入規(guī)劃式時(shí)代。不同的部分是泳池內(nèi)的環(huán)境與家用掃地機(jī)工作環(huán)境完全不同，導(dǎo)航方式無法采用目前主流的激光導(dǎo)航或者視覺導(dǎo)航方式，未來可能主要以慣性導(dǎo)航+超聲波為主要的導(dǎo)航方式。目前超聲波雷達(dá)主要應(yīng)用為避障等功能，所以主要能應(yīng)用于泳池清潔機(jī)器人導(dǎo)航的最可靠的方式還是慣性導(dǎo)航。

首先分析一下泳池機(jī)器人的工作環(huán)境，泳池機(jī)器人的工作主要在泳池底部和墻部的清潔，墻部的清潔由于一般的加速度能夠非常清晰的提供俯仰角的數(shù)據(jù)，而且功能接近過去的擦窗機(jī)器人，所以墻部的清潔沒有太多的技術(shù)難點(diǎn)。而由于泳池機(jī)器人是需要上墻的，因此在結(jié)構(gòu)上泳池機(jī)器人無法跟家用掃地機(jī)一樣設(shè)置前碰撞開關(guān)，所以墻體目前一般根據(jù)泳池機(jī)器人爬上墻壁后造成的俯仰角變化來判斷，由此而造成機(jī)器人每次碰到墻都會有俯仰角變化。

頻繁的俯仰角變化又會對偏航角的精度造成較大的干擾，因此泳池機(jī)器人不僅僅需要Z軸的精度高，對X軸和Y軸也有同樣的要求。關(guān)于工作時(shí)間，一般家用泳池在20平到50平左右，雖然面積比較小，但是泳池機(jī)器人的移動(dòng)速度也較低，一般為10CM/SEC，大約是家用掃地機(jī)器人的三分之一，清潔30平米的泳池底部大概需要的時(shí)間為1個(gè)小時(shí)，所以慣性導(dǎo)航對陀螺儀的精度要求也較高。

如果用超聲波傳感器解決機(jī)器人非必要上墻的問題，那么只需要在Z軸使用陀螺儀就能達(dá)到這個(gè)要求，技術(shù)方案為慣性導(dǎo)航掃地機(jī)器人過去常使用的1+6方案，即1顆愛普生高精度陀螺儀+1顆6軸陀螺儀傳感器。如果機(jī)器人需要頻繁上墻，那么此方案便不太適合，需要用較高端的IMU來導(dǎo)航。考慮到的成本要求，愛普生聯(lián)合第三方合作開發(fā)了SGPM01系列陀螺儀模塊，在此類工作環(huán)境中實(shí)測中能達(dá)到1小時(shí)5度偏差*，能夠滿足行業(yè)的普遍要求。

關(guān)于SGPM01系列陀螺儀模塊

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描述 ：

SGPM01是基于高性能陀螺儀傳感器和加速度計(jì)、磁力計(jì)開發(fā)的模組，內(nèi)置3軸陀螺儀和3軸加速度計(jì)傳感器和3軸地磁傳感器。

依賴于高精度的傳感器、高性能的和高級的處理，輸出非常穩(wěn)定的角速度值、加速度值、磁力計(jì)和姿態(tài)角。模塊可以支持，SPI數(shù)據(jù)通訊，產(chǎn)品總體尺寸：24*22*8mm

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產(chǎn)品特性

▋高精度9軸陀螺儀模組

▋輸出三軸加速度值，三軸角速度值，三軸地磁，姿態(tài)角（tch,Roll,Yaw）,溫度

▋數(shù)字通訊UART和SPI

▋產(chǎn)品尺寸：24*22*8mm

▋低功耗

*產(chǎn)品數(shù)據(jù)源自第三方實(shí)驗(yàn)室，因使用和設(shè)置的不同，與實(shí)際數(shù)據(jù)可能存在差異。