2025年3月12日至15日，廣東奧迪威傳感科技股份有限公司（以下簡稱“奧迪威”）攜“A+感執(zhí)科技筑就美好生活”主題，亮相上海新國際博覽中心AWE中國家電及消費(fèi)電子博覽會。展會期間，公司正式發(fā)布第三代超聲波材質(zhì)識別模組，面向掃地機(jī)器人等智能清潔設(shè)備，提供全新的地面材質(zhì)識別解決方案。該模組突破傳統(tǒng)超聲波方案需預(yù)留>3mm安裝孔的結(jié)構(gòu)限制，實(shí)現(xiàn)了無盲區(qū)、可與整機(jī)外殼平整安裝的突破性設(shè)計(jì)，同時(shí)憑借高達(dá)300kHz的聲波頻率與精準(zhǔn)的回波檢測能力，可識別超過9種地面材質(zhì)，為掃地機(jī)器人自主匹配清潔模式提供了關(guān)鍵感知支撐。

技術(shù)原理：聲阻抗差異奠定材質(zhì)識別基礎(chǔ)

不同材質(zhì)對超聲波的反射與吸收特性存在顯著差異，這一物理現(xiàn)象是超聲波材質(zhì)識別的理論基礎(chǔ)。從聲學(xué)原理來看，當(dāng)超聲波從空氣入射到地面介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的界面處會發(fā)生反射與透射。反射能量的強(qiáng)弱取決于兩種介質(zhì)的聲阻抗（即介質(zhì)密度與聲速的乘積）差異——聲阻抗差異越大，反射越強(qiáng)；反之，聲阻抗相近則反射弱，大部分能量被材質(zhì)吸收或透射。

奧迪威第三代超聲波材質(zhì)識別模組利用這一物理特性，通過發(fā)射超聲波脈沖并接收地面反射回波，實(shí)時(shí)分析回波信號的強(qiáng)度、相位及衰減特征。系統(tǒng)內(nèi)置的算法將回波特征與預(yù)設(shè)的材質(zhì)聲學(xué)指紋進(jìn)行比對，從而精準(zhǔn)區(qū)分地板、瓷磚、短毛地毯、長毛地毯、石材等多種材質(zhì)。該方案不受環(huán)境光線、顏色、紋理等視覺因素的影響，在昏暗環(huán)境或復(fù)雜光照條件下依然保持穩(wěn)定可靠的識別能力。

無盲區(qū)設(shè)計(jì)：突破傳統(tǒng)安裝限制

傳統(tǒng)超聲波傳感器在工作時(shí)需要向外發(fā)射聲波并接收反射回波，由于換能器在發(fā)射脈沖后存在短暫的余振衰減期，在此期間無法接收有效回波，形成了測距盲區(qū)。這一物理限制使得傳統(tǒng)方案通常需要在設(shè)備外殼上預(yù)留3mm以上的安裝孔，將傳感器探頭凸出或外露，以避免外殼對聲波的阻擋，同時(shí)確保近場區(qū)域的有效測量。

奧迪威第三代超聲波材質(zhì)識別模組實(shí)現(xiàn)了突破性的無盲區(qū)設(shè)計(jì)。通過對換能器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、阻尼材料的精確匹配以及驅(qū)動電路的精細(xì)調(diào)校，模組大幅縮短了余振衰減時(shí)間，消除了近場測量盲區(qū)。在此基礎(chǔ)上，傳感器可與整機(jī)外殼實(shí)現(xiàn)平整安裝，無需預(yù)留凸出孔位。這一設(shè)計(jì)帶來多重優(yōu)勢：其一，提升了掃地機(jī)器人的整機(jī)美觀度與一體化程度；其二，減少了灰塵、毛發(fā)在傳感器開孔處的積聚，降低維護(hù)頻率；其三，簡化了整機(jī)組裝工藝，提升了生產(chǎn)效率與結(jié)構(gòu)可靠性。

高頻聲波與指向性：提升識別精度與安裝靈活性

材質(zhì)識別的精度在很大程度上取決于聲波頻率的選擇。聲波頻率越高，波長越短，在界面處的空間分辨率越高，對不同材質(zhì)細(xì)微差異的區(qū)分能力也越強(qiáng)。奧迪威該模組采用高達(dá)300kHz的超聲波頻率，相較于常規(guī)40kHz~200kHz的超聲波傳感器，其波長遠(yuǎn)小于常見地面材質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)特征，能夠更敏感地捕捉不同材質(zhì)對聲波的響應(yīng)差異，從而實(shí)現(xiàn)超過9種材質(zhì)的精細(xì)分類識別。

高頻聲波同時(shí)帶來良好的指向性。根據(jù)聲學(xué)理論，換能器的指向性與聲波頻率及輻射面尺寸正相關(guān)——頻率越高、輻射面越大，聲束越集中，旁瓣干擾越小。模組提供探頭直徑12mm、16mm等多種尺寸選擇，整機(jī)廠商可根據(jù)機(jī)身空間、安裝位置及檢測精度需求靈活選型。集中的聲束使傳感器能夠精確鎖定機(jī)器人正下方的地面區(qū)域，避免周圍環(huán)境干擾，確保識別結(jié)果的準(zhǔn)確性與一致性。

賦能掃地機(jī)器人：從統(tǒng)一模式到精準(zhǔn)適配

地面材質(zhì)是影響清潔策略的關(guān)鍵變量。木地板需要輕柔吸塵避免刮傷，瓷磚可接受大水量拖地，長毛地毯則需要大吸力深層次清潔。傳統(tǒng)掃地機(jī)器人往往依賴視覺識別或人工設(shè)定區(qū)域來切換模式，前者易受光照影響，后者缺乏靈活性。

搭載奧迪威第三代超聲波材質(zhì)識別模組的掃地機(jī)器人，能夠?qū)崟r(shí)感知前方或下方地面材質(zhì)，自動匹配最佳清潔模式。當(dāng)機(jī)器從硬質(zhì)地板移動至地毯區(qū)域時(shí)，傳感器可在接觸前即完成識別，系統(tǒng)及時(shí)調(diào)整吸力、抬升拖布或切換滾刷轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)無縫過渡。這種基于物理感知的智能決策，使清潔設(shè)備真正具備了“因地制宜”的作業(yè)能力，在提升清潔效果的同時(shí)，也降低了對人工干預(yù)的依賴。

以感知技術(shù)驅(qū)動智能清潔升級

從顆粒物感應(yīng)到水下測距，再到超聲波材質(zhì)識別，奧迪威在AWE 2025展會上呈現(xiàn)了“感執(zhí)科技”在多種清潔場景中的深度應(yīng)用。本次發(fā)布的第三代超聲波材質(zhì)識別模組，以無盲區(qū)設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)超聲波安裝受限的痛點(diǎn)，以高頻聲波與多尺寸選型兼顧了精度與靈活性的雙重需求，展現(xiàn)了公司在聲學(xué)傳感、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成領(lǐng)域的綜合技術(shù)實(shí)力。