一文搞懂3D ToF，石头V20扫地机测评

继科沃斯首次在X2上实现平整顶面（雷达下移），石头的3D TOF，追觅紧跟着出了机械升降雷达，顶部平整化降低高度是扫地机行业近期的明显趋势。

这是一篇写完很久的测评，近期整理出来再发。

2024年4月，石头发布了V20，这款机器是我前阵子重点关注的产品，因为它是目前市面上少有的采用3D TOF方案，并且是唯一用它同时做避障+定位导航的扫地机产品；而在2年前我写过一篇扫地机传感器方案的文章，当时也预言过，从一维点激光，二维线激光，一定会有三维的面激光方案产品出现，并且三维面激光的方案上限很高，难度最大。

这次的测评机器由石头品牌的产品经理提供，对方也是秉着技术交流征询反馈的目的，想要把产品做的更好，因此尽量做到客观，不会刻意去平铺直竖罗列各项优点，可放心参考。

机器拿到手断断续续也测试了前后有2个月，测评内容对通用性的环节一概略过，只讲讲我关心的差异化要点。

为什么说少有？史上第二台3D TOF扫地机

因为在2021年，小米曾发布过一款3D TOF的扫地机，由国内某著名品牌代工，当时正好是芯片危机，我从供应商那里得知，该品牌屯了不少模组，这个方案仅作为避障使用，最终的效果一般，但这个模组的成本不低，库存还是要消耗掉，所以可能把一个不是那么完美的方案做在了小米上（我个人的分析）。

为什么又是唯一？主流品牌中机身高度最低

石头V20酝酿的这个3D TOF方案也有4-5年的准备期，今年总算是推出了，它的核心创新，是把机顶LDS模组取消了，机身高度固定为82mm，在主流四大品牌的机器中做到了最低矮的设计。

对于扫地机这样结构密度高的产品，每降低1mm可能就需要很大的调整，达到比竞品至少4mm以上的高度降低，是很大的领先（当然科沃斯新出的Mate X出了一个子母机方案，子机做到了更小的尺寸，但这个方案目前看不会成为主流，另当别论）。

3D TOF方案到底是怎么样？

从红外捕捉到的激光图案来看，确实和以往单点的LDS有较大区别。

以下是石头V20：

以下是普通LDS：

传统的双线结构光，其主要原理是通过直线扭曲变形来判断障碍物的距离，而无法实现对物体外形的采集建模，作为弥补，一些高端机型往往会采取RGB摄像头的融合方案，也就是RGB+D。

V20的激光能看到点阵输出，并且机身前后都有，并取消了线激光。

从机身外表，也很容易找到前后双模组：

同样是RGB+Depth，V20的Depth用面阵TOF取代了线激光方案，在X轴和Y轴，也就是横向和竖向空间投射出更多激光，而这些激光遇到障碍物，通过senser计算出飞行时间，可以捕获周边环境的更多信息，也因此，即使它的安装高度比LDS更低，但它可以获取不同高度的深度距离信息，起到LDS的建图和定位功能。

再仔细看又发现了新东西，把视频拉长成慢动作，V20的前方3D TOF模组打出来的图案，它是分时切换的：

麻点状的点阵光，强度高距离远，是用于建图和导航定位；均匀发散的面光源，强度弱距离近，应该是用于避障。

通过与模组供应商的联系沟通（如果大家有需要的话可以帮忙建联），最终确定是TOF飞行时间方案，而不是简单的结构光，明确整体模组的方案如下：

其中Spot光源（点阵光源）的有效距离0.1米~10米，前后双模块的单次采样直径接近20米，所以它在较为方正的房间内建图，几乎不需要太多移动，仅需转动，这一点我在建图时就发现了，机器出了基站，停在那里转动了一下，就语音提示建图完成，回基站了。

Flood光源（面阵光源）的有效距离为0.05米~1.5米，也符合避障的近距离需求。

而再看左后方模组，只有Spot点阵光源的节奏性出现，在点阵消失时，并没有其他面光源，这又说明：

1、前方和左后方模组具备导航定位的功能。

2、前方模组加入了Flood光源使得前方近距离避障功能更强。

当然，也别忘了还有一个RGB摄像头，这颗摄像头+Spot打到障碍物上的结构光扫描后，点云图和实物图融合，理论上是具备物体识别的可能性，不过目前能验证到的并不多，比如这种：

避障性能又如何？

由于面阵激光的方案，V20对前方左后方的障碍物探测比双线激光的维度更加丰富，实测避障的效果还行，常规障碍物都能识别到：

我在发测评预告、征集测试建议时，有懂行的人曾提出让我测测黑色障碍物，因为黑色物体会吸光，对于任何主动光源来说，都会受到影响，所以，我们还是一镜到底再测一下：

虽然没有彻底不碰到障碍物，但已经相当可以了。

当然，测到不如意的地方也有；在文章倒数第二段会提出。

双机械臂

在过去一年中，机械臂方案成为扫地机行业的另一个热点，大家也都见识过了，拖布机械臂弥补了延边盲区，边刷机械臂弥补了角落盲区，而V20也搭载了此前在石头其他机型中已经发布过的双机械臂方案，不了解的话我给大家演示下：

针对角落的边刷可伸缩机械臂：

针对沿边可伸缩的拖布机械臂：

扫地清洁测试

记录了一次超大负荷纯扫地过程，用的是大小颗粒混合，其中包括山姆超市买的鹰嘴豆，以及日常口粮鸭屎香茶叶，麦片颗粒等，在“纯扫2次+最大档吸力”模式下进行清洁，从测试来看，有11000Pa峰值吸力+滚刷的加持，石头V20在扫地性能上已经接近完美：

当然这里也说个观点，峰值吸力仅代表最高档吸力，它并不意味着正常档位下的常规吸力，太大的吸力也会带来更大的噪声，此外，大吸力往往会配以更高等级的尘盒滤网，对呼吸健康有利，但是也会抵消一部分吸力。

这里我想说的是，现在我测试任何一款扫地机，日常的灰尘、小颗粒物都是能胜任的，从2500pa时行业就在宣称大吸力，现在都超过10000pa了，虽然测试的标准可能有变，但很明显吸力已经满足要求。

反而，扫地机的风道设计、滤芯设计，长期使用后会对吸力衰减影响很大，而全能基站加入自集尘功能，对用户来说减少了清理尘盒的麻烦，在我看来，更大的意义在于减少了滤芯堵塞，吸力不会有明显衰减，这个功能真的很有价值。

拖地清洁测试

在拖地方面，同样记录了大负荷脏污下的性能表现：

测试模式：低水量、拖2次，开启了脏污复拖选项。

脏污量：非常大，老抽至少在20ml，另外加了一块绍兴产的红方豆腐乳。

测试结论：

1、单次APP操作2遍拖地后，区域内由于脏污太多，没有拖干净。

2、过程中有发现脏污复拖功能，发生在视频第44秒。

3、脏污复拖算法有缺陷，仅仅复拖了最近一次拖地区域（上方），对之前未拖干净的脏污区域并未复拖（下方），算法需要改进啊，石头。

4、拖布的擦除率、下压力、拖地深度还算是比较优秀的，在日常情况下，单次操作问题不大。

5、拖地覆盖率，边角等区域第一遍肯定会走完，但是后续不一定会全覆盖，也希望算法能改进。

6、对用户来说，V20的拖地性能可以打90分，如果特别脏的，多拖几次也无妨，没太大问题。

不过这里也要说明一下，我的这种测试描述，是有一些苛刻的，正常家庭，灰尘会容易堆积到角落，而污渍、油渍、汤汁的概率极小，无需太在意这个点。

拆机展示

快速记录下，每次拆石头扫地机，都发现石头喜欢在顶部隐藏一颗螺丝，往往用一个无色差的胶体掩盖；其他的拆机过程整体都比较顺利：

开盖后的顶视图，机器内部是带水箱的，左下方是拖地机械臂结构，右下方是边刷机械臂结构：

其他部分中，我最关注的3D TOF传感模块，下方多出了2个黑色的器件，这是用于回充时基站对准的红外接收管，发射管在基站内：

而这次在3D-TOF模组上，并未看到大块的散热器件，说明模组发热较小，激光要打到10米，瞬间功率可能不小，但是帧率不需要太高，而且有效像素也不会很高，因此发热和平均功率都不高，测试下来续航表现不受影响。

再放一个主板的细节图：

吹毛求疵，挑挑这款机器的毛病

1、硬件传感器配置已经很顶了，软件算法上还有优化空间，可以做得更好，如下面这种非墙角区域，它虽然有机械臂边刷，但打开去清洁卫生死角的概率比较小：

2、机器人本体做工很好，基站就略显粗糙。

3、在安静的环境下拖地时，敏感的人会听到嘶嘶的高频噪声。

4、避障不是百分百完美，偶尔会翻车，如突然进来很近距离的障碍物、小物件、长线，这些是传感器的局限性。

总结

石头V20是一款在扫地机行业内有技术含金量的产品。

在测试期间，它给我的直观感受是APP操控和运动行为非常稳定，动作干脆利落，没有那种非常多余的、零碎小步伐的试错式动作。

同期我有对比多台扫地机的拖地深度清洁效果，V20可以排在前三。

本次测评有很多环节我没有去展开，它还有一些次要功能或配置，如指哪到哪的定点清洁还是蛮有用的，石头一直坚持的双胶刷设计，其他的视频交互、清洗盘自清洁、谷点充电、以及众多个性化设置的选项，很多功能都是各家共性的我就不单独去研究了，这里有张广告图，大家自行了解即可：

对用户来说，石头V20在机身高度上拥有绝对性的优势，82mm比很多机器去掉机顶雷达后的高度更低，所以它能清洁的范围会更大。

清洁范围大，清洁力度足，稳定性目前看也不错；夏天到了，使用这款机器在家光脚自由真的很爽。

最后想说一点：做这些测评，费时费力的，但我会持续下去，长期还是希望在第三方视角能给用户更多客观的参考，在用户角度给制造商更多反馈建议。

谢谢阅读！

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