Reactive Sensor Technology

Reactive Sensor Technology to określenie zestawu czujników i algorytmów, które pomagają Roombie ocenić, czy może wjechać w daną przestrzeń. System ma ograniczać blokowanie się robota pod meblami i w ciasnych przejściach.

Reactive Sensor Technology w Roombie – jak lokalne czujniki zapobiegają blokowaniu robota?

Reactive Sensor Technology jest nazwą handlową używaną przez iRobot do opisania zestawu czujników i algorytmów, które informują robota, gdzie może przejechać, a gdzie powinien zawrócić.

Technologia była promowana szczególnie w modelach serii Roomba i1, i2, i3 oraz i4. Nie jest pojedynczym czujnikiem ani osobnym modułem. Obejmuje współpracę kilku systemów reagujących na bezpośrednie otoczenie robota.

Kiedy pojawiła się nazwa Reactive Sensor Technology?

Nazwa zaczęła być szeroko używana przy generacji Roomba i3, wprowadzonej w 2020 roku, oraz późniejszych odmianach serii i.

iRobot opisywał ją jako rozwiązanie, które informuje robota, gdzie nie jest w stanie przejechać, dzięki czemu rzadziej blokuje się pod meblami i lepiej wybiera dostępne trasy.

Podstawowe czujniki reaktywne istniały w Roombach znacznie wcześniej. Nowa nazwa porządkowała i promowała ich wykorzystanie w danej generacji.

W jakich modelach stosowano tę nazwę?

Oficjalne materiały wymieniają między innymi:

Roombę i1;
Roombę i1 EVO;
Roombę i2;
Roombę i3;
Roombę i3+ EVO;
Roombę i4;
Roombę i4+.

Nie oznacza to, że inne Roomby nie mają lokalnych czujników. Nazwa była po prostu szczególnie eksponowana w materiałach serii i.

Z jakich czujników korzysta robot?

W zależności od modelu zestaw może obejmować:

mechaniczny zderzak;
czujniki schodów;
czujniki ścian;
czujniki pozycji kół;
enkodery;
czujnik śledzenia podłoża;
pomiar obciążenia napędu;
czujnik pełnego pojemnika;
odbiorniki sygnałów stacji;
wykrywanie zablokowania głowicy.

Reactive Sensor Technology nie oznacza koniecznie kamery ani LiDAR-u.

Jak robot określa, że nie przejedzie?

Może analizować:

kontakt z przeszkodą;
odległość od ściany;
poślizg koła;
brak oczekiwanego ruchu;
zwiększony opór napędu;
niewielką wysokość pod meblem;
powtarzające się uderzenia;
sygnał uskoku;
zmianę położenia korpusu.

Na tej podstawie może:

wycofać się;
obrócić;
wybrać inny kąt;
ominąć obszar;
przerwać próbę wjazdu;
zgłosić konieczność pomocy.

Czy system tworzy mapę?

Nie samodzielnie.

Roomba i3 korzystała z czujnika śledzenia podłoża i danych z kół do uporządkowanej jazdy. Po późniejszych aktualizacjach otrzymała możliwość zapisywania jednej Smart Map.

Reactive Sensor Technology odpowiada jednak głównie za lokalną reakcję na bezpośrednie przeszkody, a nie za cały system mapowania.

Reactive Sensor Technology a PrecisionVision

Reactive Sensor Technology

wykorzystuje przede wszystkim czujniki lokalne;
reaguje na kontakt, opór i brak przejazdu;
nie musi rozpoznawać rodzaju obiektu;
działa bez przedniej kamery.

PrecisionVision

używa obrazu;
próbuje rozpoznać, czym jest przeszkoda;
może odróżnić przewód od buta;
występuje w serii j i wybranych nowszych robotach.

Reactive Sensors mówią raczej: „nie mogę przejechać”. PrecisionVision może powiedzieć: „przede mną leży przewód”.

Jak robot unika utknięcia pod meblem?

Może wykryć:

nacisk na zderzak;
brak postępu mimo obracania kół;
zmianę obciążenia napędu;
problem z obrotem;
wielokrotne próby w tym samym miejscu.

Następnie powinien:

zatrzymać się;
cofnąć;
zmienić kąt;
spróbować ominąć przeszkodę;
w razie braku możliwości zgłosić błąd.

Nie zawsze działa to skutecznie. Robot może zaklinować się, jeżeli mebel ma wysokość niemal identyczną jak obudowa.

Dlaczego Roomba nadal wjeżdża pod zbyt niski mebel?

Czujniki nie mierzą pełnego profilu wysokości całej obudowy.

Problem może wystąpić, gdy:

przednia część mieści się pod meblem;
wyższa część obudowy klinuje się dalej;
mebel ma opadający spód;
dywan unosi robota;
powierzchnia jest nierówna;
zderzak nie został naciśnięty dostatecznie wcześnie.

Rozwiązaniem może być Keep Out Zone albo fizyczna bariera.

Reactive Sensors a czujnik śledzenia podłoża

Roomba i3 nie ma kamery vSLAM. W dolnej części znajduje się czujnik analizujący ruch względem podłogi.

Pomaga on:

utrzymywać równoległe pasy;
szacować przebytą drogę;
kontrolować kierunek;
budować uproszczoną mapę;
wrócić do pozostałej części zadania.

Reactive Sensor Technology wykorzystuje szerszy zestaw sygnałów, ale czujnik podłoża jest ważnym elementem nawigacji tej serii.

Dlaczego robot kręci się w jednym miejscu?

Możliwe przyczyny:

zabrudzony czujnik podłoża;
uszkodzone koło;
włosy na osi;
zablokowany zderzak;
ciemna podłoga wpływająca na czujniki;
problem z enkoderem;
poślizg;
ciągłe wykrywanie uskoku.

Dlaczego robot stale cofa?

Najczęściej:

zderzak pozostaje wciśnięty;
czujniki schodów są zabrudzone;
robot znajduje się na ciemnej powierzchni;
przednie kółko jest zablokowane;
jeden z modułów napędowych nie działa poprawnie.

Czy robot rozpoznaje przewody?

Reactive Sensor Technology może wykryć, że robot utknął albo napotkał opór, ale nie musi zawczasu rozpoznać przewodu.

Przewód może:

zostać wciągnięty;
owinąć się wokół szczotki;
zablokować koło;
unieść robota.

Do aktywnego rozpoznawania kabla potrzebna jest kamera lub bardziej zaawansowany system przeszkód.

Reactive Sensor Technology a Cliff Detect

Cliff Detect jest jednym z lokalnych systemów bezpieczeństwa.

Oficjalne opisy serii i wskazują, że pełny zestaw czujników prowadzi robota pod i wokół mebli, natomiast Cliff Detect zapobiega upadkowi ze schodów.

Można więc powiedzieć, że Cliff Detect współpracuje z Reactive Sensor Technology, choć zachowuje własną nazwę i funkcję.

Czy system działa w ciemności?

Większość lokalnych czujników może działać bez oświetlenia pomieszczenia.

Dotyczy to między innymi:

zderzaka;
enkoderów;
czujników podczerwonych;
pomiaru obciążenia;
czujnika śledzenia podłoża w typowych warunkach.

Jest to przewaga nad kamerową lokalizacją wymagającą widocznych punktów otoczenia.

Zalety Reactive Sensor Technology

działa bez przedniej kamery;
zmniejsza liczbę zakleszczeń;
reaguje na aktualne zmiany;
współpracuje z Cliff Detect;
nie wymaga stałego oświetlenia;
wspiera uporządkowaną jazdę serii i;
jest stosunkowo prostsza niż rozpoznawanie obrazu.

Wady

nie klasyfikuje przedmiotów;
może zareagować dopiero po kontakcie;
nie chroni skutecznie przed każdym przewodem;
robot nadal może wejść pod zbyt niski mebel;
zabrudzone czujniki zaburzają działanie;
nazwa nie wskazuje dokładnie, jakie sensory ma konkretny model.

Czy Reactive Sensor Technology została opatentowana?

Jest to nazwa handlowa zestawu funkcji. iRobot posiada wiele patentów dotyczących czujników, zderzaków, odometrii, wykrywania przeszkód i sterowania napędem.

Nie istnieje jednak jeden uniwersalny patent na „reaktywne czujniki” jako całą dziedzinę robotyki.