掃地機器人開年之戰:新品初現 戰局微調

掃地機器人開年之戰:新品初現 戰局微調
▲掃地機器人開年之戰(圖/翻攝自雷鋒網,下同)

【原文:《掃地機器人開年之戰:新品初現,戰局微調》,智慧機器人網編輯整理】

文、圖/雷鋒網

年初新品:自動集塵系統、AIVI視覺、一次性拖布

開年之初,掃地機器人集體上新,僅在3月,包括iRobot、科沃斯、石頭科技、戴森四家先後發布新品,具體發布產品如下:

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

科沃斯: 2019年3月18日,科沃斯在AWE 2019上發布了DG70,掃拖一體,配備了LDS雷達定位、SLAM導航算法、Smart Navi 2.0路徑規划算法等,首次應用AIVI(視覺避障)技術;

石頭科技: 2019年3月19日,石頭科技發布新品T6,掃拖一體,配備了LDS雷達定位、SLAM算法、Rock Navigation動態路徑規劃、地圖管理3.0系統等,強調了一次性拖布和爬梯能力;

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

掃地機器人開年之戰:新品初現,戰局微調從這四家在國內較為知名的廠商發布的新品來看,前三者發布了掃地機器人新品,並分別針對集塵、避障、拖布、爬梯等細微環節進行了調整,這一方面是根據用戶反饋進行的功能改進,另一方面也是產品針對新功能的動態調整和市場嘗試;與此同時,針對導航算法、路徑規劃、地圖管理等軟件能力,各家也分別進行了不同程度的版本升級。

此外,後者(戴森)針對覆蓋掃地機器人“隔壁市場”的吸塵器進行了產品迭代,新品較為顯眼的一點是加入了一塊顯示屏幕,這自是後話。

機器視覺的概念化應用與落地可能

前文提到,科沃斯今年發布的DG70首次應用了AIVI視覺技術,雷鋒網了解到,科沃斯引入的AIVI技術,是用來彌補LDS雷達導航中程定位能力,並為隨後將可能佔據(智能化)更大權重的場景識別能力做準備。

機器視覺是近兩年研發、應用都很火的技術,這其實有很多方面的原因,諸如各類硬件核心處理器處理能力的提升、網絡傳輸能力的提升,當然也有智能設備的興起對視覺信息的實時需求。其中,尤以在家庭場景中應用為先,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被越來越多應用到相應設備中,這其中就包括掃地機器人。

iRobot是最早將機器視覺應用於掃地機器人的廠商之一,早在2015年,iRobot就已經在其Roomba 9系掃地機器人上開始應用vSLAM視覺導航技術,並在隨後四年中不斷進行軟件迭代。

iRobot創始人兼CEO Colin Angle此前曾向雷鋒網(公眾號:雷鋒網)表示,“iRobot的視覺導航系統通過可視化地標進行定位,例如天花板的一角、牆上的一幅畫,或者是一扇窗。只要看到其中三個地標,它(掃地機器人)就會知道自己在哪裡。”

關於激光雷達和機器視覺的基本工作原理,這裡簡要概括如下:

激光雷達基本工作原理:雷達向目標發射探測信號(激光束),並接收從目標反射回來的信號(目標回波)與發射信號進行比較,並以此獲得目標的距離、方位、高度、速度、姿態等相關信息。一般而言,採用激光雷達構建的是二維地圖。

機器視覺基本工作原理:以攝像頭進行圖像信息採集,將採集的信息進行壓縮,並將壓縮的信息輸入到一個由神經網絡和統計學方法構成的機器學習子系統,再由機器學習子系統將採集到的圖像信息與掃地機器人實際位置關聯,實現自主導航定位。有別於激光雷達,機器視覺通過對周邊環境進行光學處理,可以從感知到的二維圖像中提取信息,並構建三維地圖。

目前可見的掃地機器人各大廠商能力配備方面,科沃斯、浦桑尼克等掃地機器人知名大廠已在2017年前後配備了vSLAM視覺導航技術。科沃斯在2017年發布的DL33配備了vSLAM技術;2017年12月,浦桑尼克也發布了vSLAM 811GB掃地機器人。而戴森更是早在2014年9月發布的360Eye掃地機器人就已經應用了vSLAM技術,早早佔了個坑位。

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由於機器視覺技術在掃地機器人上的應用尚且不夠成熟,而且對其他軟硬件性能要求較高,目前部分廠商仍是將機器視覺作為賣點配備在高端產品上,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,以機器視覺做導航、定位的掃地機器人仍有諸如難以適應強光環境、難以用於復雜地形等槽點有待改進。

前文有提到,vSLAM是掃地機器人用以導航、定位的主流機器視覺技術,因而也被當下多數廠商看好並應用。其主流硬件配置又可以分為三類:單目、雙目、RGBD,隨著機器視覺熱度升溫,甚至成為高端機型賣點,部分廠商的掃地機器人通過配備單目攝像頭以對標機器視覺。值得注意的是,單目攝像頭由於無法測量「深度」,僅使用單目攝像頭無法實現3D構圖(獲取3D信息)。因此,這灘渾水中,目前仍難免存在一些偽概念。

儘管如此,隨著掃地機器人大廠發力,及機器視覺方案廠商近兩年持續的技術和產品迭代,雷鋒網認為,今年下半年預計會出現越來越多應用機器視覺的掃地機器人,而這波產品落地形成的熱潮也將會繼續打磨技術,加速技術迭代和商用。

關於掃地機器人應用機器視覺這一趨勢,有兩個點值得思考:

  • 一是可視化識別能力的應用。機器視覺使得圖像識別成為可能,基於此的後續算法研發和能力應用能帶來哪些可能,有待進一步思考和嘗試;

  • 二是專用芯片。機器視覺由於對計算能力要求較高,是否需要獨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未來很可能會應用(針對機器視覺的)定制化芯片。

此外,科沃斯機器人副董事長、家用服務機器人總經理錢程此前也向雷鋒網表示,“當產品規模足夠大時,相應成本也逐漸為用戶所能承受,未來掃地機器人也必然會應用專用視覺處理芯片。”

掃地機器人技術關鍵點和跨行業競爭

除去導航系統以外,掃地機器人在軟硬件上還有諸多核心點,硬件方麵包括核心處理器、各類傳感器、供電系統、底盤結構,以及現在標配的充電樁等;軟件方麵包括路徑規劃和建圖算法、場景識別、手機App開發等。

從行業整體競爭點來看,主要可以分為以下三個點:

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

  • 硬件處理能力、軟件算法能力持續迭代,這部分雖然並不能直觀地從功能上體現出來,但卻是持續改善掃地機器人關鍵性能和之後做功能創新的核心;

  • 主流廠商開始嘗試應用機器視覺導航系統外,這是近兩年的一個趨勢,也是掃地機器人作為一個標配機器人融入智能家居場景化應用(場景聯動)中的一個關鍵點。

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由此可見,掃地機器人廠​​商一方面在根據用戶反饋數據極力尋找產品創新點,以推動產品整體市場銷量和市場佔比;另一方面,針對目前用戶抱怨較多的掃地不干淨、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行功能升級。

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

雖然各類機器人形態各異,但是從核心技術上來講,導航定位、路徑規劃、機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、電池等都是經由產業鏈供應,底盤結構和充電樁設計也並非難點。因此,如果論及掃地機器人技術壁壘,雖然各家或多或少都有一些技術專利,但是就現在市面上的主流掃地機器人來看,算得上技術壁壘的,也著實不多。

與此同時,三類機器人中,掃地機器人技術成熟度相對較高,目前可見的市場規模、市場潛力和市場增速也較為可觀,由此帶來了當下這一市場的兩個現狀:

第一,掃地機器人火起來後,諸多互聯網公司(小米、360等)、家電企業(海爾、美的等)紛紛入局,推出自有品牌掃地機器人產品;

第二,掃地機器人同質化嚴重,差異化不足,這也使得專利之爭在這一領域頻發。

與此同時,由於三類機器人核心技術頗為相似,也有一定通用性,不考慮品牌定位的話,也不乏有三類機器人廠商之間的相互跨界。

當下局勢:市場空間大,產品種類多

國外掃地機器人已經發展多年,市場覆蓋率相對較高,與此同時,國內掃地機器人市場仍處於市場普及初期。據前瞻產業研究院統計數據顯示,2018年中國掃地機器人滲透率:沿海城市滲透率為5%,內地城市僅為0.4%。而美國的滲透率已經達到16%。

此外,據前瞻產業研究院統計數據顯示,2017年國內掃地機市場零售額達56億元,同比增長30%,銷量達406萬台,同比增長32%。全球近5年掃地機器人市場的年復合增長率為22%,而中國掃地機器人產業在2013-2017年間的年復合增長率為61%。

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【圖片來源:前瞻產業研究院  所有者:朱琳慧】

與此同時,掃地機器人產品種類也從單一場景(掃地)應用發展到與擦窗、淨化空氣等場景結合,出現諸如擦窗機器人、空氣淨化機器人等“變異”品類。

其中,針對科沃斯具有空氣淨化功能的沁寶,錢程告訴雷鋒網,“現在空氣淨化器廠商要想將CADR值(潔淨空氣輸出比率)提高,就要將機體做得足夠大,因而,空氣淨化器也越來越大。我們認為可以通過移動技術來增加CADR值,同時還可以帶來智能化應用,諸如,在睡覺前讓沁寶進入臥室並開啟。”

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據雷鋒網了解,iRobot在國外預計也將推出自動除草機器人。

可見,場景化應用也被各大廠商作為品類擴張的一手好牌。

此外,吸塵器作為掃地機器人的“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品品類。

對此,Colin Angle認為,用於高處作業的手持式吸塵器未來仍將有一定市場。“未來我們預計在一個常見的家庭中,應該會同時配有像掃地機器人和手持吸塵器。”

錢程也表示,科沃斯之所以仍將無繩吸塵器作為保留項目,是因為,“兩者之間並非競爭關係,手持吸塵器可以覆蓋掃地機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目繼續發展,但仍會面臨產品重新定位和技術、功能的調整。

掃地機器人的戰局微變與突破點

經歷近幾年的發展,重新對掃地機器人進行定位時可見,諸如機器視覺、智能語音等熱門技術逐漸被應用,導航避障、路徑規劃等能力不斷迭代,掃地機器人在用戶體驗上雖有不足,但已經有了一定提升。

與此同時,部分廠商開始擴充品類,針對擦窗、空氣淨化等場景應用進行嘗試;掃地機器人的“隔壁市場”手持吸塵器也在產品更新後繼續勠戰沙場;跨行業、跨品類競爭繼續加劇。

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

雷鋒網此前也曾表示,掃地機器人目前主要仍存在以下幾個問題:

首先,掃地機器人仍然面臨一個「好用的太貴,便宜的不好用」尷尬局面,也就高端產品的價格仍需下沉;

其次,從技術和功能上來講,掃地機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”到掃地機器人、視覺導航技術如何使掃地機器人適應屋內更複雜的地形,掃地和擦地能否被更好地結合……

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

此外,掃地機器人軟硬件能力仍需幾年時間來迭代,複雜場景處理能力也需要進一步擴充。正如有網友吐槽現在掃地機器人只是一台用來處理“乾燥垃圾和灰塵”的吸塵器,這一方面是當下掃地機器人面臨的困境——即使是國內掃拖一體的掃地機器人也無法做到諸如在房間佈局密集、存在大體積垃圾等複雜環境地形中完成工作;另一方面,也是掃地機器人當下定位(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。

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