Navigationsmethoden von Saugrobotern: Übersicht, FAQ und Tipps

Was bedeutet Chaos-Prinzip? Wie genau äußerst sich Laser-Raumvermessung in den vier Wänden? Welche Modelle bringen welche Navigation mit? Fragen, die sich viele vor dem Kauf eines Haushaltsroboters stellen. Wir zeigen euch die verschiedenen Navigationsmethoden, damit ihr vor dem Kauf eines Saugroboters den richtigen Überblick habt.

Chaos-Prinzip

Das sogenannte „Chaos-Prinzip“ war die Art der Navigation, die die ersten Modelle weltweit mitbrachten. „Chaos“ klingt allerdings deutlich schlimmer, als die Navigation in der Praxis ist. Genau genommen bedeutet es nur, dass der Roboter nicht weiß, wo im Raum er sich befindet und die Wohnung nach dem Zufallsprinzip abfährt. Somit weiß er auch nicht, wann alle Räumlichkeiten abgefahren sind. Sobald die Akkuleistung nachlässt, macht sich der Saugroboter auf den Weg zurück seiner Ladestation.

Tatsächlich ist diese Art der Navigation mittlerweile überholt. Die Grafik oben stellt es zwar etwas überzogen dar, tatsächlich möchte man aber einen Saugroboter, der so schnell und effizient reinigt wie möglich. Entsprechend ist das Kreuz-und-Querfahren vieler Modelle nicht mehr allzu angesagt. Ein Roboter, der die Räumlichkeiten um sich herum wahrnimmt, weiß natürlich, wann alles abgefahren und entsprechend sauber ist.

Vor- und Nachteile des Chaos-Prinzips

Kamera-Navigation

Mit der Kamera scannt der Saugroboter die Decke der Wohnung. Etwas anderes wie zum Beispiel optische Aufnahmen kann die Kamera (meistens) nicht erfassen, da sie im Normalfall nach oben gerichtet ist. Die Decke wird umgerechnet in Grundriss und Fahrtweg, anhand der Decke berechnet der Saugroboter den Boden. Das tut er, da er davon ausgeht, dass die Decke den selben Grundriss hat wie die Bodenfläche (was meistens auch der Fall ist).

Schwierig wird diese Art der Navigation natürlich, wenn die Decke nicht den gleichen Grundriss hat wie der Boden – Dachschrägen etwa werden schnell zum Problem. Möbel und andere potenzielle Hindernisse oder Gegenstände werden nicht durch die Kamera gescannt, dies geschieht dann in Kombination mit ebenso verbauten Infrarotsensoren. Dazu gleich mehr.

Mit Kamera-Navigation ist auch Mapping möglich, also das Erstellen von Karten der vier Wände, die sich in der App darstellen lassen. Natürlich gibt es auch Saugroboter, die eine Kamera mit an Bord haben, aber nicht darüber navigieren. Diese sollen dann eine Art „fahrende Überwachungskamera“ darstellen, was uns in diversen Tests aber nicht überzeugen konnte. Kameras ohne Navigation sind kurzweilig lustig, an sich aber komplett unnötig.

Vor- und Nachteile der Kamera-Navigation

Navigation mithilfe von Infrarotsensoren

Infrarotsensoren sind wohl die unspektakulärsten, aber nicht bedingt schlechtesten Sensoren, die man am Saugroboter findet. Hierüber erkennt der Roboter etwa seine Ladestation. Saugroboter, die nur über Infrarotsensoren navigieren, fahren die Wohnung im besten Fall in geraden Bahnen ab.

Sobald sie auf ein Hindernis treffen, umfahren sie dieses und setzen die Fahrt in Bahnen fort. Gegenüber den Modellen mit Chaos-Prinzip haben sie da einen deutlichen Vorteil, da die Wahrscheinlichkeit, alle Bereiche durch die geraden Linien abzufahren, deutlich höher ist.

Man muss dazu sagen, dass nahezu alle Modelle mit Infrarotsensoren ausgestattet sind, mal an der Oberfläche sichtbar oder mal auch beim Bumper oder an anderen Stellen.

Vor- und Nachteile von Infrarotsensoren

Laser-Raumvermessung

Die hochwertigste Variante der Saugroboter-Navigation ist die Laser-Raumvermessung. Dafür findet sich auf der Oberseite eines Saugroboters ein wenige Zentimeter hoher Laserturm. Nachteil ist natürlich, dass der Roboter damit deutlich höher ist als andere, flachere Modelle ohne den Turm. Zudem ist die Lidar-Technologie (light detection and ranging), auch Ladar (laser detection and ranging) genannt, vergleichsweise teuer und technisch sehr komplex. Ein einzelner Laserturm kostet allein 100€ im Schnitt.

Zwar teuer, aber lohnenswert: Laser-Navigation ist eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung. Laserdistanz-Sensoren (LDS) ermöglichen eine äußerst präzise Vermessung der Gegebenheiten im Haus und somit auch eine detaillierte Karte, die sich in einer App abrufen lässt. Letzteres ist besonders praktisch, da man bei einer guten Raumerkennung auf der Karte auch No-Go-Zonen und virtuelle Wände einzeichnen kann.

Die Erfindung der LD-Sensoren hat man sich in Deutschland abgeschaut (Laser-Doppler-Linien-Distanzsensor). Neben der Preise für die recht hoch gebauten Saugroboter (bis zu 11 cm) ist ein Manko aber auch, dass die Hersteller durch die WLAN-Verbindung genaue Grundrisse der Wohnung erhalten können. Mit ein paar Tricks lässt sich dies zwar umgehen, seit iRobot’s Ankündigung, die gewonnenen Daten weiterzuverkaufen, meiden datenschutzbewusste Käufer aber die runden Helfer mit App-Steuerung.

Wer mit letztgenannten Punkten aber leben kann, bekommt mit der Laser-Raumvermessung aktuell aber das technologische Nonplusultra – welches sogar in der Raumfahrt eingesetzt wird. Genauer navigieren ist momentan nicht möglich.

Vor- und Nachteile der Laser-Raumvermessung

Navigation via Gyrosensor

Bei der Nutzung eines Gyrosensors misst der Saugroboter die Drehbewegungen von der Ladestation aus. Die Navigation via Gyrosensor belegt im Ranking der besten Navigationsmethoden momentan Platz 2 nach der Laser-Raumvermessung. An sich ist der Gyrosensor mit entsprechenden Komponenten im Roboter aber genauso in der Lage, die Wohnung in Kartenform darzustellen wie bei der Laser-Vermessung.

Für die Produktion von Gyronsensoren zeichnen sich viele bekannte Hersteller, etwa die japanische Firma Epson oder die deutsche Firma BOSCH. Weitere Sensoren sind vonnöten, um die Navigation zu unterstützen und vor Zusammenstößen mit Möbelstücken oder Abstürzen von der Treppe zu schützen.

Vor- und Nachteile des Gyrosensors

FAQ: Häufig gestellte Fragen zu Saugrobotern

An dieser Stelle versuchen wir ein FAQ aufzubauen, das die am häufigsten gestellten Fragen rund um Navigation und Arbeitsweise von Saugrobotern beantworten soll.

Was ist ein VSLAM-Algorithmus?

Der VSLAM-Grafikalgorithmus (VSLAM= Visual Simultaneous Localization and Mapping) ermöglicht es Robotern, die während der Fahrt erkannten Hindernisse in einer Karte abzuspeichern. Hierbei wird simultan die Position bestimmt und dabei die Karte erstellt.

Die Schwierigkeit bei der Erstellung dieses Algorithmus ist, dass der Roboter nicht nur die Karte seiner Umgebung erstellen muss, sondern auch einschätzen muss, wo er sich in dieser Umgebung befindet. Ist die absolute Position des Roboters bekannt, kann eine Karte aufgebaut werden. SLAM ist sozusagen eine Henne-Ei-Problematik, da im Vorfeld weder die Karte noch die Position bekannt sind und gleichzeitig geschätzt werden müssen.

Welche Reinigungsmodi gibt es?

Natürlich hat nicht jedes Modell die gleichen wählbaren Modi. Bei eufy heißt die Erhöhung der Saugkraft etwa „IQBoost“, bei ILIFE nennt man das Wählen einer smarten Route „i-navigation„. Das sind allerdings Sonderformen, die sich einige Produzenten vorbehalten. Die gängigsten einstellbaren Reinigungsmodi kurz aufgelistet:

• Zigzag-Modus: Der Roboter fährt gerade Linien, dreht bei Wänden um 180° um und fährt gerade weiter. Der Saugroboter versucht immer wieder in die gerade Linie zurückzukehren.
• Spot-Modus: Der Saugroboter fährt in größer werdenden Kreisen um sich selbst auf der Stelle.
• Wall-Funktion: Saugroboter fährt gezielt Wände ab.
• MAX-Modus: Saugroboter erhöht kurzfristig die Saugkraft.

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