掃地機(jī)器人2019年技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)和競爭點(diǎn)

從今年年初發(fā)布的幾款掃地機(jī)器人新品不難看出，整個掃地機(jī)器人行業(yè)略有動蕩，產(chǎn)品和技術(shù)調(diào)性也稍有調(diào)整。這使得對掃地機(jī)器人這一品類今年會有怎樣的市場表現(xiàn)和市場反饋也有所期待。

年初新品：自動集塵系統(tǒng)、AIVI視覺、一次性拖布

開年之初，掃地機(jī)器人集體上新，僅在3月，包括iRobot、科沃斯、石頭科技、戴森四家先后發(fā)布新品，具體發(fā)布產(chǎn)品如下：

iRobot：2019年3月11日，iRobot在中國發(fā)布Roomba i7，配備iAdapt 3.0系統(tǒng)、vSLAM視覺導(dǎo)航算法、Imprint智能規(guī)劃等，主要新增功能是加入自動集塵系統(tǒng);

科沃斯：2019年3月18日，科沃斯在AWE2019上發(fā)布了DG70，掃拖一體，配備了LDS雷達(dá)定位、SLAM導(dǎo)航算法、Smart Navi 2.0路徑規(guī)劃算法等，首次應(yīng)用AIVI(視覺避障)技術(shù);

石頭科技：2019年3月19日，石頭科技發(fā)布新品T6，掃拖一體，配備了LDS雷達(dá)定位、SLAM算法、Rock Navigation動態(tài)路徑規(guī)劃、地圖管理3.0系統(tǒng)等，強(qiáng)調(diào)了一次性拖布和爬梯能力;

戴森：2018年3月24日，戴森發(fā)布無繩吸塵器V11。與前三家有所不同，戴森3月推出的是其吸塵器新品，主要強(qiáng)調(diào)了其新增的LCD顯示屏。

從這四家在國內(nèi)較為知名的廠商發(fā)布的新品來看，前三者發(fā)布了掃地機(jī)器人新品，并分別針對集塵、避障、拖布、爬梯等細(xì)微環(huán)節(jié)進(jìn)行了調(diào)整，這一方面是根據(jù)用戶反饋進(jìn)行的功能改進(jìn)，另一方面也是產(chǎn)品針對新功能的動態(tài)調(diào)整和市場嘗試;與此同時，針對導(dǎo)航算法、路徑規(guī)劃、地圖管理等軟件能力，各家也分別進(jìn)行了不同程度的版本升級。

此外，后者(戴森)針對覆蓋掃地機(jī)器人“隔壁市場”的吸塵器進(jìn)行了產(chǎn)品迭代，新品較為顯眼的一點(diǎn)是加入了一塊顯示屏幕，這自是后話。

機(jī)器視覺的概念化應(yīng)用與落地可能

前文提到，科沃斯今年發(fā)布的DG70首次應(yīng)用了AIVI視覺技術(shù)，了解到，科沃斯引入的AIVI技術(shù)，是用來彌補(bǔ)LDS雷達(dá)導(dǎo)航中程定位能力，并為隨后將可能占據(jù)(智能化)更大權(quán)重的場景識別能力做準(zhǔn)備。

機(jī)器視覺是近兩年研發(fā)、應(yīng)用都很火的技術(shù)，這其實(shí)有很多方面的原因，諸如各類硬件核心處理器處理能力的提升、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的提升，當(dāng)然也有智能設(shè)備的興起對視覺信息的實(shí)時需求。其中，尤以在家庭場景中應(yīng)用為先，隨著智能家居概念的引入，使得智能語音、3D視覺等不同維度的技術(shù)被越來越多應(yīng)用到相應(yīng)設(shè)備中，這其中就包括掃地機(jī)器人。

iRobot是最早將機(jī)器視覺應(yīng)用于掃地機(jī)器人的廠商之一，早在2015年，iRobot就已經(jīng)在其Roomba 9系掃地機(jī)器人上開始應(yīng)用vSLAM視覺導(dǎo)航技術(shù)，并在隨后四年中不斷進(jìn)行軟件迭代。

iRobot創(chuàng)始人兼CEO Colin Angle此前曾向表示，“iRobot的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)通過可視化地標(biāo)進(jìn)行定位，例如天花板的一角、墻上的一幅畫，或者是一扇窗。只要看到其中三個地標(biāo)，它(掃地機(jī)器人)就會知道自己在哪里?！?/p>

關(guān)于激光雷達(dá)和機(jī)器視覺的基本工作原理，這里簡要概括如下：

激光雷達(dá)基本工作原理：雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射探測信號(激光束)，并接收從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進(jìn)行比較，并以此獲得目標(biāo)的距離、方位、高度、速度、姿態(tài)等相關(guān)信息。一般而言，采用激光雷達(dá)構(gòu)建的是二維地圖。

機(jī)器視覺基本工作原理：以攝像頭進(jìn)行圖像信息采集，將采集的信息進(jìn)行壓縮，并將壓縮的信息輸入到一個由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計學(xué)方法構(gòu)成的機(jī)器學(xué)習(xí)子系統(tǒng)，再由機(jī)器學(xué)習(xí)子系統(tǒng)將采集到的圖像信息與掃地機(jī)器人實(shí)際位置關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航定位。有別于激光雷達(dá)，機(jī)器視覺通過對周邊環(huán)境進(jìn)行光學(xué)處理，可以從感知到的二維圖像中提取信息，并構(gòu)建三維地圖。

目前可見的掃地機(jī)器人各大廠商能力配備方面，科沃斯、浦桑尼克等掃地機(jī)器人知名大廠已在2017年前后配備了vSLAM視覺導(dǎo)航技術(shù)。科沃斯在2017年發(fā)布的DL33配備了vSLAM技術(shù);2017年12月，浦桑尼克也發(fā)布了vSLAM 811GB掃地機(jī)器人。而戴森更是早在2014年9月發(fā)布的360Eye掃地機(jī)器人就已經(jīng)應(yīng)用了vSLAM技術(shù)，早早占了個坑位。

由于機(jī)器視覺技術(shù)在掃地機(jī)器人上的應(yīng)用尚且不夠成熟，而且對其他軟硬件性能要求較高，目前部分廠商仍是將機(jī)器視覺作為賣點(diǎn)配備在高端產(chǎn)品上，尚且難以下沉到主流市場。其中，在軟件算法上，各家算法略有不同，不過從用戶反饋來看，以機(jī)器視覺做導(dǎo)航、定位的掃地機(jī)器人仍有諸如難以適應(yīng)強(qiáng)光環(huán)境、難以用于復(fù)雜地形等槽點(diǎn)有待改進(jìn)。

前文有提到，vSLAM是掃地機(jī)器人用以導(dǎo)航、定位的主流機(jī)器視覺技術(shù)，因而也被當(dāng)下多數(shù)廠商看好并應(yīng)用。其主流硬件配置又可以分為三類：單目、雙目、RGBD，隨著機(jī)器視覺熱度升溫，甚至成為高端機(jī)型賣點(diǎn)，部分廠商的掃地機(jī)器人通過配備單目攝像頭以對標(biāo)機(jī)器視覺。值得注意的是，單目攝像頭由于無法測量‘深度’，僅使用單目攝像頭無法實(shí)現(xiàn)3D構(gòu)圖(獲取3D信息)。因此，這灘渾水中，目前仍難免存在一些偽概念。

盡管如此，隨著掃地機(jī)器人大廠發(fā)力，及機(jī)器視覺方案廠商近兩年持續(xù)的技術(shù)和產(chǎn)品迭代，認(rèn)為，今年下半年預(yù)計會出現(xiàn)越來越多應(yīng)用機(jī)器視覺的掃地機(jī)器人，而這波產(chǎn)品落地形成的熱潮也將會繼續(xù)打磨技術(shù)，加速技術(shù)迭代和商用。

關(guān)于掃地機(jī)器人應(yīng)用機(jī)器視覺這一趨勢，有兩個點(diǎn)值得思考：

一是可視化識別能力的應(yīng)用。機(jī)器視覺使得圖像識別成為可能，基于此的后續(xù)算法研發(fā)和能力應(yīng)用能帶來哪些可能，有待進(jìn)一步思考和嘗試;

二是專用芯片。機(jī)器視覺由于對計算能力要求較高，是否需要獨(dú)立配備專用計算芯片，這是個問題。目前市面已有諸如Movidius這樣針對機(jī)器視覺的專用處理器，iRobot新品Roomba i7用了4顆高通CPU，不過，Colin Angle表示，iRobot未來很可能會應(yīng)用(針對機(jī)器視覺的)定制化芯片。

此外，科沃斯機(jī)器人副董事長、家用服務(wù)機(jī)器人總經(jīng)理錢程此前也向表示，“當(dāng)產(chǎn)品規(guī)模足夠大時，相應(yīng)成本也逐漸為用戶所能承受，未來掃地機(jī)器人也必然會應(yīng)用專用視覺處理芯片?！?/p>

掃地機(jī)器人技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)和跨行業(yè)競爭

除去導(dǎo)航系統(tǒng)以外，掃地機(jī)器人在軟硬件上還有諸多核心點(diǎn)，硬件方面包括核心處理器、各類傳感器、供電系統(tǒng)、底盤結(jié)構(gòu)，以及現(xiàn)在標(biāo)配的充電樁等;軟件方面包括路徑規(guī)劃和建圖算法、場景識別、手機(jī)App開發(fā)等。

從行業(yè)整體競爭點(diǎn)來看，主要可以分為以下三個點(diǎn)：

各廠商在能力升級方面，從諸如自動集塵系統(tǒng)、一次性拖布這些用戶反饋的問題進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)，這類研發(fā)相對簡單，多被作為各廠商產(chǎn)品營銷中的賣點(diǎn);

硬件處理能力、軟件算法能力持續(xù)迭代，這部分雖然并不能直觀地從功能上體現(xiàn)出來，但卻是持續(xù)改善掃地機(jī)器人關(guān)鍵性能和之后做功能創(chuàng)新的核心;

主流廠商開始嘗試應(yīng)用機(jī)器視覺導(dǎo)航系統(tǒng)外，這是近兩年的一個趨勢，也是掃地機(jī)器人作為一個標(biāo)配機(jī)器人融入智能家居場景化應(yīng)用(場景聯(lián)動)中的一個關(guān)鍵點(diǎn)。

由此可見，掃地機(jī)器人廠商一方面在根據(jù)用戶反饋數(shù)據(jù)極力尋找產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)，以推動產(chǎn)品整體市場銷量和市場占比;另一方面，針對目前用戶抱怨較多的掃地不干凈、不夠智能的問題，各大廠商也在通過核心軟硬件能力的迭代進(jìn)行功能升級。

從整體機(jī)器人市場來看，主要可以分為三類：以B端應(yīng)用為主的服務(wù)類機(jī)器人、以C端應(yīng)用為主的消費(fèi)類機(jī)器人，以及更為特殊的無人機(jī)。

雖然各類機(jī)器人形態(tài)各異，但是從核心技術(shù)上來講，導(dǎo)航定位、路徑規(guī)劃、機(jī)器視覺等在一定程度上存在通用性;硬件上，包括傳感器、電機(jī)、電池等都是經(jīng)由產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)，底盤結(jié)構(gòu)和充電樁設(shè)計也并非難點(diǎn)。因此，如果論及掃地機(jī)器人技術(shù)壁壘，雖然各家或多或少都有一些技術(shù)專利，但是就現(xiàn)在市面上的主流掃地機(jī)器人來看，算得上技術(shù)壁壘的，也著實(shí)不多。

與此同時，三類機(jī)器人中，掃地機(jī)器人技術(shù)成熟度相對較高，目前可見的市場規(guī)模、市場潛力和市場增速也較為可觀，由此帶來了當(dāng)下這一市場的兩個現(xiàn)狀：

第一，掃地機(jī)器人火起來后，諸多互聯(lián)網(wǎng)公司(小米、360等)、家電企業(yè)(海爾、美的等)紛紛入局，推出自有品牌掃地機(jī)器人產(chǎn)品;

第二，掃地機(jī)器人同質(zhì)化嚴(yán)重，差異化不足，這也使得專利之爭在這一領(lǐng)域頻發(fā)。

與此同時，由于三類機(jī)器人核心技術(shù)頗為相似，也有一定通用性，不考慮品牌定位的話，也不乏有三類機(jī)器人廠商之間的相互跨界。

當(dāng)下局勢：市場空間大，產(chǎn)品種類多

國外掃地機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展多年，市場覆蓋率相對較高，與此同時，國內(nèi)掃地機(jī)器人市場仍處于市場普及初期。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年中國掃地機(jī)器人滲透率：沿海城市滲透率為5%，內(nèi)地城市僅為0.4%。而美國的滲透率已經(jīng)達(dá)到16%。

此外，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017年國內(nèi)掃地機(jī)市場零售額達(dá)56億元，同比增長30%，銷量達(dá)406萬臺，同比增長32%。全球近5年掃地機(jī)器人市場的年復(fù)合增長率為22%，而中國掃地機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在2013-2017年間的年復(fù)合增長率為61%。

[ 圖片來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 所有者：朱琳慧 ]　　

與此同時，掃地機(jī)器人產(chǎn)品種類也從單一場景(掃地)應(yīng)用發(fā)展到與擦窗、凈化空氣等場景結(jié)合，出現(xiàn)諸如擦窗機(jī)器人、空氣凈化機(jī)器人等“變異”品類。

其中，針對科沃斯具有空氣凈化功能的沁寶，錢程告訴，“現(xiàn)在空氣凈化器廠商要想將CADR值(潔凈空氣輸出比率)提高，就要將機(jī)體做得足夠大，因而，空氣凈化器也越來越大。我們認(rèn)為可以通過移動技術(shù)來增加CADR值，同時還可以帶來智能化應(yīng)用，諸如，在睡覺前讓沁寶進(jìn)入臥室并開啟。”

據(jù)了解，iRobot在國外預(yù)計也將推出自動除草機(jī)器人。

可見，場景化應(yīng)用也被各大廠商作為品類擴(kuò)張的一手好牌。

此外，吸塵器作為掃地機(jī)器人的“隔壁市場”，仍在不斷成長，包括科沃斯、戴森等廠商，旗下都擁有吸塵器這一產(chǎn)品品類。

對此，Colin Angle認(rèn)為，用于高處作業(yè)的手持式吸塵器未來仍將有一定市場?！拔磥砦覀冾A(yù)計在一個常見的家庭中，應(yīng)該會同時配有像掃地機(jī)器人和手持吸塵器。”

錢程也表示，科沃斯之所以仍將無繩吸塵器作為保留項(xiàng)目，是因?yàn)椋皟烧咧g并非競爭關(guān)系，手持吸塵器可以覆蓋掃地機(jī)器人無法覆蓋的諸如除螨、桌面等場景。”

這樣看來，未來幾年，手持吸塵器將作為保留項(xiàng)目繼續(xù)發(fā)展，但仍會面臨產(chǎn)品重新定位和技術(shù)、功能的調(diào)整。

掃地機(jī)器人的戰(zhàn)局微變與突破點(diǎn)

經(jīng)歷近幾年的發(fā)展，重新對掃地機(jī)器人進(jìn)行定位時可見，諸如機(jī)器視覺、智能語音等熱門技術(shù)逐漸被應(yīng)用，導(dǎo)航避障、路徑規(guī)劃等能力不斷迭代，掃地機(jī)器人在用戶體驗(yàn)上雖有不足，但已經(jīng)有了一定提升。

與此同時，部分廠商開始擴(kuò)充品類，針對擦窗、空氣凈化等場景應(yīng)用進(jìn)行嘗試;掃地機(jī)器人的“隔壁市場”手持吸塵器也在產(chǎn)品更新后繼續(xù)勠戰(zhàn)沙場;跨行業(yè)、跨品類競爭繼續(xù)加劇。

此外，目前市場基本戰(zhàn)局有兩個明顯特點(diǎn)：一方面，用戶對掃地機(jī)器人的認(rèn)可度越來越高，掃地機(jī)器人在功能上也基本可以滿足普通消費(fèi)者的需求;另一方面，掃地機(jī)器人的市場滲透率低(尤其在國內(nèi))仍是現(xiàn)實(shí)問題。

此前也曾表示，掃地機(jī)器人目前主要仍存在以下幾個問題：

首先，掃地機(jī)器人仍然面臨一個‘好用的太貴，便宜的不好用’尷尬局面，也就高端產(chǎn)品的價格仍需下沉;

其次，從技術(shù)和功能上來講，掃地機(jī)器人還需要有更多技能來推動其普及，例如語音技能如何更好地被“嵌入”到掃地機(jī)器人、視覺導(dǎo)航技術(shù)如何使掃地機(jī)器人適應(yīng)屋內(nèi)更復(fù)雜的地形，掃地和擦地能否被更好地結(jié)合……

另外，用戶認(rèn)知度不夠仍是一個問題。目前仍有諸多用戶對掃地機(jī)器人認(rèn)知度不夠，不了解掃地機(jī)器人能帶來怎樣的生活體驗(yàn)，以及掃地機(jī)器人主要品牌、主流價位掃地機(jī)器人具體定位和差異。

此外，掃地機(jī)器人軟硬件能力仍需幾年時間來迭代，復(fù)雜場景處理能力也需要進(jìn)一步擴(kuò)充。正如有網(wǎng)友吐槽現(xiàn)在掃地機(jī)器人只是一臺用來處理“干燥垃圾和灰塵”的吸塵器，這一方面是當(dāng)下掃地機(jī)器人面臨的困境——即使是國內(nèi)掃拖一體的掃地機(jī)器人也無法做到諸如在房間布局密集、存在大體積垃圾等復(fù)雜環(huán)境地形中完成工作;另一方面，也是掃地機(jī)器人當(dāng)下定位(局限性)所致，也是手持吸塵器未來幾年仍能夠有足夠生存空間的原因之一。