Ce qui va de soi pour les humains, mais qui est presque un dur labeur pour les robots, c’est l’orientation dans l’espace ! Chaque appartement et chaque pièce a un aspect complètement différent, d’autres meubles et d’autres objets se trouvent sur le sol. Néanmoins, le robot doit atteindre autant d’endroits que possible, y compris sous les tables, les chaises ou les lits. Il peut être nécessaire de franchir des bordures de tapis, des seuils de porte ou des câbles ou d’éviter les escaliers.
Pour résoudre toutes ces tâches, les robots disposent de capteurs pour analyser l’environnement. Les premiers modèles sur le marché avaient peu ou pas de capteurs. C’est encore le cas aujourd’hui avec certains appareils très peu coûteux !
Dans le cas le plus simple, ils ont une sorte de pare-chocs qui déclenche un microrupteur lorsqu’il entre en contact avec un obstacle. Habituellement, il y a deux ou trois micro-interrupteurs pour enregistrer si le robot est à gauche, à droite ou en collision frontale.
Les capteurs, la pierre angulaire
Avec de tels capteurs, on parle de capteurs tactiles (capteurs à contact), le pare-chocs est souvent appelé pare-chocs. En fonction de la programmation, ce robot peut alors se comporter. Si, par exemple, un robot heurte un obstacle avec le bord gauche de son pare-chocs, il peut tourner vers la droite d’un certain angle et faire une nouvelle tentative de conduite. Si cette tentative échoue également, le robot tourne un peu et réessaye. Le tout se répète jusqu’à ce que le robot puisse à nouveau se déplacer librement. Dès qu’il a la liberté de mouvement, il peut à nouveau essayer d’avancer un peu et tourner à nouveau à gauche ! Si ça marche, un obstacle comme un pied de chaise sera évité par ce genre de programmation. Ainsi, des robots similaires sont programmés, qui n’ont que de simples capteurs tactiles (contacts), même aujourd’hui encore de nombreux appareils bon marché. La programmation exacte est souvent un secret des fabricants, presque tout le monde a un joli nom pour son algorithme !
Dans la pratique, les robots qui s’appuient uniquement sur des capteurs tactiles entrent constamment en collision avec des objets, des meubles ou des murs. C’est aussi ce que l’on veut, car ce n’est qu’après le contact que l’obstacle est enregistré. Cependant, les appareils sont généralement conçus de manière à ce que les meubles ne soient pas endommagés ou égratignés par l’impact. Ceci est assuré par des matériaux appropriés tels que des bandes de caoutchouc. Cependant, il y a des exceptions ici aussi, dans les forums, certains équipements bon marché ont été rapportés au sujet des éraflures sur les surfaces sensibles. Si vous avez des meubles qui ont des surfaces sensibles près du sol, vous devriez donc faire attention avec de l’équipement bon marché.
Il y a aussi des appareils qui se déplacent tout simplement à une vitesse trop élevée. Cela a l’air chic et peut raccourcir le temps de nettoyage, mais les collisions sont un peu plus violentes.
Il peut donc arriver qu’un pot de fleur ou un vase soit renversé. Avec de tels appareils, vous n’avez qu’à ranger tout ce qui pourrait tomber !
Les appareils plus coûteux et/ou les appareils des fabricants de marque ont rarement ces problèmes. Soit ils se déplacent plus lentement, soit ils freinent automatiquement avant la collision.
Pour pouvoir freiner à temps, les bons robots de la nouvelle date utilisent d’autres capteurs. Pour calculer la distance à l’obstacle, on utilise souvent des capteurs infrarouges, des capteurs à ultrasons ou, plus récemment, des technologies laser. Grâce à ces capteurs, le robot connaît idéalement la distance exacte de l’obstacle. Il sait donc quand il doit agir avec plus de prudence. Certains fabricants font entièrement confiance à ces capteurs de distance, c’est-à-dire qu’ils se passent du pare-chocs. Idéalement, l’avantage est qu’il n’y a plus de collisions, donc il s’arrête devant l’obstacle et change de direction.
L’ensemble fonctionne différemment avec les différents appareils, cependant, avec de nombreux appareils, il existe encore des situations où cette technologie ne fonctionne pas tout à fait. Dans certains cas, cela peut conduire à un pot de fleurs bouleversé. Le problème est que certains capteurs ont des problèmes avec certains objets. Les capteurs infrarouges ont souvent des problèmes avec les objets noirs profonds, car ils ne reflètent pas le signal de mesure et sont simplement ignorés. Les capteurs à ultrasons, par contre, ont parfois des problèmes avec des objets très étroits parce qu’ils réfléchissent le son différemment. Chaque capteur a ses faiblesses, mais les fabricants travaillent constamment à son amélioration.
De plus, les meubles reposent souvent sur des pieds, ce qui signifie que l’obstacle réel se trouve à différentes hauteurs. Parfois le robot s’insère sous le meuble, parfois il cogne en haut et parfois en bas. Cela rend également la mesure plus difficile car chaque capteur n’a qu’un champ de vision limité.
Afin d’augmenter le champ de vision, plusieurs capteurs sont souvent utilisés, parfois aussi différents types pour compenser les inconvénients.
Le bon fonctionnement des modèles individuels est un aspect que nous couvrons lors de l’examen des appareils.
Les capteurs de distance sont également souvent utilisés sur la face inférieure des appareils modernes. Ils mesurent la distance et détectent ainsi les marches d’escalier et peuvent ainsi empêcher l’utilisateur de s’écrouler. Des appareils plus modernes détectent également s’il s’agit d’un sol stratifié lisse ou d’une moquette. Certains appareils modifient la vitesse des brosses sur les tapis ou augmentent la puissance d’aspiration. Cela peut avoir un sens, car avec des sols lisses, ces robots sont généralement plus silencieux et travaillent la batterie de manière plus économe.
A l’intérieur aussi, à des endroits non visibles, se trouvent souvent divers capteurs. Des appareils de haute qualité contrôlent visuellement et/ou acoustiquement l’encrassement du sol. Les saletés grossières provoquent des bruits lorsqu’elles sont jetées dans le bac à saletés, ces bruits peuvent être détectés. Si les particules de saleté sont guidées à travers un conduit d’air transparent, elles peuvent bien entendu être détectées optiquement à l’aide d’une barrière photoélectrique. Ces informations sont ensuite utilisées par certains robots pour nettoyer certaines zones de la pièce de manière plus intensive, par exemple en déplaçant la zone plusieurs fois. Beaucoup d’appareils se déplacent ensuite en spirale autour de ces endroits.
D’autres capteurs mesurent souvent le nombre de tours des roues afin de détecter les blocages et d’être en mesure d’effectuer des déplacements précis en ligne droite, même si les entraînements individuels montrent des signes d’usure.
Le fabricant est souvent le seul à savoir ce qu’il y a à l’intérieur, et il arrive souvent qu’on ne précise pas exactement ce qu’il y a à l’intérieur. Pour certains systèmes, des capteurs de température, des capteurs d’accélération et bien d’autres encore pourraient être envisageables. Plus un appareil est cher, plus il possède de capteurs.
Jusqu’à présent, seuls quelques robots modernes disposent de ce type de capteur, souvent très coûteux. Ils devraient aider à montrer le chemin au robot. Pour être plus précis, le robot devrait être capable de faire une sorte de plan de la pièce à l’aide de ces capteurs, puis de la nettoyer de manière plus ciblée, comme le ferait un humain. Sur ce point je vais cependant un peu plus intensivement sur la navigation latérale.
Yann, spécialiste dans la domotique. Il est diplômé d’une école de commerce depuis 2014.
