从旧扫地机器人看机器人导航栅格动态更新策略

上周六我蹲在玄关拆快递,纸箱划得胶带刺啦响。 身后传来哐的一声。 是我家那台用了三年的圆滚滚扫地机器人,又卡沙发脚了。 我妈攥着扫帚站在旁边,脸拉得老长,骂它是瞎眼的铁疙瘩。

攒了半抽屉的禁区便签

这台老款机器人刚买回来的时候,我妈宝贝得不行,擦得锃亮,说这下不用她弯腰扫地了。结果用了没俩月就露馅了——它的导航栅格是建图的时候一次性锁死的,那天扫过的家是什么样,它的记忆里就永远是什么样。 我家猫总把砂盆扒得满地都是,它每次路过就把猫砂扫得整个客厅飞,我妈没办法,只能在砂盆周围贴了三圈黄色便利贴,给它手动划禁区。我爸的拖鞋永远东一只西一只扔在玄关,它踩上就卡,卡到没电都挣不脱,我妈又在拖鞋架子底下贴了两张。还有沙发脚、晾衣架底座、我放在地上的插线板,半抽屉的便利贴,全是给它擦屁股用的。
老款扫地机器人静态导航栅格建图示意图
老款扫地机器人静态导航栅格建图示意图
上个月我妈把阳台的落地晾衣架往旁边挪了十公分,就十公分啊,那玩意儿连续三天撞底座,撞得哐哐响,我妈半夜都能被它撞得醒过来。最后没办法,她在底座前面又贴了三张便利贴,边贴边骂,说还不如养条狗,狗都知道绕开东西。 我当时靠在门框上笑,说你这是给它画盲道呢?我妈白我一眼,说不然你给我把这铁疙瘩哄明白?

堂哥带来的半盘测试固件

去年冬天堂哥来家里吃火锅,他是做服务机器人导航算法的,听见我妈骂机器人,凑过去看了一眼,笑到筷子都拿不稳。说这老款的栅格早就过时了,静态锁死,别说你挪个晾衣架,你就算把整个沙发扔到路中间,它都能照着之前的记忆撞上去。 他说他现在做的项目,就是机器人导航栅格动态更新策略,磨了快两年,还在测试阶段。吃完火锅他蹲在玄关,给我家那台老机器人刷了个测试版的固件,说你试试,不好用我再给你刷回去。 我妈一开始根本不信,说就这铁疙瘩,还能开眼? 结果第二天我故意把常坐的懒人沙发往客厅中间挪了半米——换之前它肯定直接撞上去,把沙发撞得晃三晃。那天它慢悠悠从阳台扫过来,走到离沙发还有二十公分的地方,突然停了。 传感器转了两圈。 然后它打了个方向,绕过去了。 我妈正端着切好的西瓜从厨房出来,看见这场景,西瓜差点掉地上。“哎?”她喊了一声,“这铁疙瘩成精了?” 堂哥后来跟我们解释,说之前的静态栅格是把家里分成一个个巴掌大的小格子,哪个格子是墙,哪个是路,建完图就再也不改了。动态更新的逻辑其实没那么玄乎,就是每次出门走一圈,碰到新的障碍物,就给对应的栅格做标记——但不是随便改的。比如猫跑过去挡了路,它就标成临时障碍,绕过去就行,等下次来没东西了,还是原来的路;要是同一个位置连续三次检测到有东西挡着,比如你把沙发挪了地方,它就把原来的可通行栅格改成不可通行,相当于记牢了这个地方现在走不通。
机器人导航栅格动态更新前后栅格标记对比图
机器人导航栅格动态更新前后栅格标记对比图
他说之前踩过的坑能装一箩筐。有个版本的阈值设得太低,飞过去的蚊子都能被当成永久障碍物,建图的时候在客厅中间划了好大一块禁区,机器人每次走到那都绕着空气走,像个抽风的疯子。还有个版本阈值设得太高,把我家猫卧过的地方都当成了永久的墙,猫都跳上沙发半小时了,它还在那绕着原来猫卧的位置转,转了好几天才反应过来那个地方没东西了。 我家猫现在卧在客厅路中间的时候,它再也不会卡在那等猫醒了,绕着走就行,绕得比我还小心。

没被扔掉的旧便签

现在用了快半年,我妈再也不用贴便利贴了。它能自己记住猫砂盆的位置,记住我爸的钓鱼竿靠在墙角,记住我把插线板放在沙发旁边,甚至能记住我妈每周三都会把折叠桌搬到客厅吃饭,到了周三就主动绕开那个区域。 上周我整理抽屉,翻出来那半抽屉的旧便利贴,边缘都卷起来了,有的还被机器人的边刷扫得破了角,上面是我妈歪歪扭扭的字:别碰猫砂盆,别卡拖鞋,绕开晾衣架。我说这些都没用了,扔了吧? 我妈一把抢过去,找了个之前装月饼的铁盒子,把便利贴全装进去,塞到电视柜最下层,和旧电池、拆快递的剪刀放在一起。
家庭抽屉里存放的旧扫地机器人禁区便利贴
家庭抽屉里存放的旧扫地机器人禁区便利贴
她说,之前那三年,每次这铁疙瘩卡了,我都要蹲下来给它挪路,贴个条,就像给家里不懂事的小孩收拾烂摊子。现在它自己能认路了,这些条就不是给它看的了。 我爸上周又把他的新钓鱼竿靠在玄关墙角,换之前老机器人肯定撞上去,把竿子碰倒。那天它走到墙角,停了两秒,传感器扫了扫那个竖起来的长杆子,安安静静绕了过去。我爸站在旁边看了半天,说这玩意儿现在比你妈还认路。 风从阳台吹进来,吹得窗帘晃了晃。机器人慢悠悠地转着边刷,扫着地上掉的头发,走到沙发旁边的时候,还特意绕开了我放在那的半杯喝剩的奶茶。 我突然想起堂哥说的,这栅格的更新逻辑,其实跟人记路一模一样。你每天下班回家,要是发现单元门旁边放了个共享单车,第一次你绕着走,第二次你还绕着走,等放了三四天,你就知道这个地方现在不能走了,得提前绕;等哪天单车被挪走了,你过个三五天,就又走回原来的路了。 之前总觉得这些算法、栅格、策略,都是实验室里冷冰冰的东西,离普通人的日子远得很。结果现在它就在我家客厅里,每天扫着地,记着我家的东西放在哪,记着猫爱卧在哪,记着我妈每周三要摆折叠桌。 那个装便利贴的铁盒子,上次我打开看的时候,里面还飘着半张没写完的便签,字已经有点黄了。

作者|大讲堂

排版|大讲堂

审核|满满

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