全能基站扫地机器人 — 产品需求文档 (PRD)

文档信息内容
文档名称全能基站扫地机器人（Smart Robot Vacuum & Mop Station）产品需求文档
版本号V1.0
编写日期2026-06-24
产品线智能清洁—扫地机器人
产品代号RV-S20（主机）+ BS-S20（全能基站）
文档状态初稿·待评审
目标受众硬件研发、嵌入式/算法研发、App研发、云端研发、设计团队、测试团队

一、背景

1.1 行业背景

中国扫地机器人市场已从"能用"迈入"好用"阶段。据奥维云网数据，2025 年国内扫地机器人零售额突破 180 亿元，其中**全能基站型产品（自集尘+自洗拖布+自烘干）**占比已超过 60%，成为绝对主流形态。用户对"免维护"的诉求驱动产品从"单机清扫"演进为"主机+基站协同"的闭环清洁系统。

当前中高端市场（3000-4000 元档）竞争激烈，用户核心关注点集中于：

关注维度用户诉求当前痛点
导航建图快速建图、精准定位、多楼层支持复杂户型建图出错、家具移动后地图不更新
避障能力不撞家具、不卡困、不拖拽线缆低矮障碍物（拖鞋/数据线/宠物粪便）识别差
清洁力边角清洁彻底、拖地无水痕沿边清扫有死角、拖布对地压力不足
基站自动化集尘/洗拖/烘干/上下水全免维护基站体积大、烘干噪音高、上下水安装门槛高
App 体验建图直观、分区灵活、远程可控地图编辑复杂、清洁报告信息不足
售后维护配件易买、易更换滤网/拖布/边刷更换周期不清晰

与此同时，结构光+AI 视觉融合避障、仿生机械臂边刷外扩、热水洗拖布、毫米级结构光沿边测距等技术在 2025-2026 年快速成熟，为本产品提供了技术基座。

1.2 产品定位

本产品为中高端全能基站扫地机器人，定位"真免维护的全屋清洁中心"。由主机（RV-S20）与全能基站（BS-S20）组成，主打LDS 激光导航 + 结构光 AI 避障 + 仿生双圆盘旋转拖布 + 全能基站（自集尘/自洗拖/热风烘干/自动上下水），面向 100-200㎡ 家庭的全屋地面清洁。

核心理念：建得准 → 避得好 → 扫得净 → 拖得亮 → 免维护，五项能力闭环。

1.3 竞品简析

维度主流竞品 A（4000+ 元）主流竞品 B（3000 元档）本产品（定位）
导航dToFLDS 激光LDS 激光 + 结构光补盲
避障结构光+AI红外+视觉（弱）结构光+AI 视觉融合
拖地双圆盘旋转+加压单震动拖布双圆盘旋转+仿生加压+自动抬升
基站集尘+冷水洗集尘+冷水洗集尘+60℃热水洗+热风烘干+自动上下水
边角清洁机械臂边刷外扩固定边刷仿生机械臂边刷外扩+扭屁股贴边
沿边检测红外碰撞开关结构光毫米级沿边测距
App地图编辑丰富地图功能基础AI 地图编辑+3D 立体地图+清洁报告
价格4000+ 元3000 元3500-3999 元

二、产品目标

2.1 产品愿景

让每个家庭拥有一台"装上就忘了它存在"的扫地机器人——它自己扫、自己拖、自己洗、自己烘干，用户只需享受干净地面。

2.2 核心目标

目标领域具体目标衡量标准
清洁力清洁覆盖率与清洁效率行业领先边角覆盖率≥95%，颗粒物拾取率≥95%，拖地污渍去除率≥90%
导航避障复杂环境不卡困、不碰撞避障成功率≥99%，卡困率≤0.5次/100㎡
免维护基站全流程自动化集尘/洗拖/烘干/补水全自动，用户干预周期≥30 天（自动上下水版）
建图体验快速、准确、可编辑100㎡ 建图≤8min，建图准确率≥98%，支持地图编辑与多楼层
App 体验直观易用、信息透明核心操作≤2 步到达，清洁报告信息完整度≥90%
可靠性长期稳定运行MTBF≥2000h，基站 MTBF≥10000h

2.3 关键里程碑

里程碑时间节点目标
M1 - EVT（工程验证）T+3 月主机与基站硬件原型完成，SLAM 基础建图跑通
M2 - DVT（设计验证）T+5 月全功能联调，避障/拖地/基站全流程可用
M3 - PVT（生产验证）T+7 月量产试产，通过安规与性能认证
M4 - 上市T+8 月首批发货，App 上架
M5 - 迭代T+10 月OTA 优化避障模型、新增地图编辑功能

三、目标用户与用户故事

3.1 目标用户画像

用户类型典型特征核心诉求痛点
新中产家庭28-40 岁，一二线城市，100-150㎡，有娃/有宠全屋深度清洁、省心省力旧款避障差、拖地有水痕、基站要手动洗拖布
养宠家庭有猫/狗，地面毛发与脚印多防缠绕、避宠物粪便、勤拖地毛发缠绕滚刷、机器碾过宠物粪便灾难
大户型家庭150-200㎡+，多房间续航长、多地图、断点续扫续航不够、复杂户型建图出错
科技尝鲜者关注参数与体验细节建图直观、App 可玩性高、可远程控制App 地图编辑差、清洁报告信息少
送给父母子女购买，老人使用操作极简、语音可控、少维护老人不会用 App、基站维护麻烦

3.2 用户故事

US-01：全自动清洁日

作为 双职工家庭的妈妈，
我希望 上班前一键启动，机器人自动扫拖全屋，扫完自动回基站洗拖布、烘干、集尘，
以便 下班回家地面干干净净，且不用手动清洗拖布和倒尘盒。

US-02：养宠无忧

作为 养猫的独居青年，
我希望 机器人能识别猫砂、猫粮、数据线并主动避让，毛发不缠绕滚刷，
以便 不再担心机器人"翻车"，不用频繁清理滚刷。

US-03：边角彻底清洁

作为 注重细节的洁癖用户，
我希望 机器人沿墙边/家具腿清扫时边刷自动外扩，拖布贴边扭动，
以便 墙角不再有积灰死角。

US-04：多楼层管理

作为 复式住户，
我希望 机器人在不同楼层建不同地图，手动搬到楼上后自动切换对应地图继续清扫，
以便 一台机器管多楼层，不用重复建图。

US-05：远程监控与控制

作为 经常出差的房主，
我希望 在公司用手机查看机器人清扫进度、实时地图轨迹，远程指定区域清扫，
以便 出差也能保持家里清洁，且随时掌握机器状态。

US-06：老人语音控制

作为 70 岁的退休老人（子女送的机器），
我希望 直接对机器人说"去扫地"，不用打开手机，
以便 简单方便地使用，不用学 App。

US-07：地毯自动识别

作为 家里铺地毯的用户，
我希望 机器人识别到地毯后自动抬升拖布、增大吸力纯扫，离开地毯后恢复拖地，
以便 地毯不被弄湿，硬地面也能拖干净。

四、功能清单（EARS 原则）

本清单按 主机硬件 / 导航算法 / 清洁系统 / 全能基站 / App / 云端 六层组织。

4.1 Ubiquitous（系统始终满足）

【主机硬件】

U-01：主机形态与动力
The system shall 提供圆形主机，直径 353mm，高度 96mm（含 LDS），净重 3.6kg；配置 5000mAh 锂电池，满电续航≥180min（标准吸力）。

U-02：导航传感器配置
The system shall 配置 LDS 激光雷达（顶部，360°/10Hz）+ 前向结构光模组（3D 深度感知）+ 前向 AI 摄像头（1080P）+ 6 颗悬崖传感器（防跌落）+ 沿边结构光传感器 + 陀螺仪/里程计/IMU。

U-03：清洁硬件配置
The system shall 配置：无刷风机（最大吸力 7000Pa）+ 全胶滚刷（防缠绕）×1 + 仿生机械臂边刷（可外扩）×1 + 双圆盘旋转拖布（180rpm，可加压 7N，可抬升 10mm）。

U-04：越障能力
The system shall 支持跨越≤20mm 高度的门槛/地毯边缘。

U-05：安全机制
The system shall 配备防跌落（悬崖传感器）、防碰撞（缓冲+结构光预判）、防卡困（电流检测+脱困算法）、童锁、红外遥控接收等多重安全机制。

【导航算法】

U-06：SLAM 建图
The system shall 基于 LDS + IMU 里程计实现 SLAM 建图，建图精度误差≤5%，支持 100㎡ 户型建图时间≤8min。

U-07：路径规划
The system shall 采用弓字形全覆盖路径规划，覆盖率≥95%，支持断点续扫（电量≤20% 自动回充，充至 80% 续扫）。

U-08：多地图管理
The system shall 支持保存≤4 张地图（多楼层/多户型），手动换楼层后自动识别并加载对应地图。

【清洁系统】

U-09：扫拖同步
The system shall 支持扫拖同步模式、纯扫模式、纯拖模式三种清洁模式，由用户在 App 或机身上选择。

U-10：吸力档位
The system shall 提供静音/标准/强劲/Max 四档吸力（对应 1500/3000/5000/7000Pa），默认标准档。

【全能基站】

U-11：基站功能
The system shall 提供全能基站，集成自动回充、自动集尘、自动洗拖布、热风烘干、自动补水/上下水（选装）、清洁液自动添加（选装）六大功能。

U-12：集尘系统
The system shall 基站内置尘袋（容量 2.5L），集尘时主机对准基站吸口，基站风机启动将主机尘盒内容物吸入尘袋，集尘时间≤15s，尘袋更换周期≥60 天（典型家庭）。

U-13：洗拖系统
The system shall 基站支持 60℃ 热水洗拖布（可选冷水），洗拖时拖布旋转清洗，清洗时间≤3min，清洗后拖布含水率≤30%。

U-14：烘干系统
The system shall 基站支持 45℃ 热风烘干拖布，烘干时间≤2h，烘干后拖布含水率≤10%，防止发霉发臭。

【App / 云端】

U-15：多端覆盖
The system shall 提供 iOS 与 Android 双端 App，支持 iPad 适配，并提供微信小程序轻量控制版。

U-16：账号与设备绑定
The system shall 提供账号体系，支持手机号+验证码、微信、Apple 登录，一台设备可被多个家庭成员账号共同控制。

U-17：OTA 升级
The system shall 支持主机与基站固件 OTA 升级，升级失败可自动回滚。

U-18：数据安全
The system shall 对所有控制指令与摄像头视频流采用 TLS 1.2+ 加密；摄像头数据仅在用户主动查看实时视频时传输，不存储于云端。

4.2 Event-driven（事件触发行为）

E-01：定时清扫
When 到达用户预设的清扫时间，the system shall 自动启动主机开始清扫，并按预设模式（扫拖/纯扫/纯拖）和区域执行。

E-02：低电量回充
When 主机电量≤20%，the system shall 中断当前清扫，规划最短路径返回基站充电，充至 80% 后返回断点续扫。

E-03：扫完自动回基站
When 全屋清扫任务完成，the system shall 自动返回基站，触发自动集尘 → 自动洗拖布 → 热风烘干的维护流程。

E-04：地毯识别抬升
When 主机检测到地毯（超声波/红外地毯传感器），the system shall 自动抬升拖布 10mm、增大吸力至 Max 档、关闭拖地，纯扫地毯；离开地毯后恢复拖地并降回原吸力。

E-05：障碍物识别避让
When 结构光/AI 摄像头检测到前方障碍物（拖鞋/数据线/宠物粪便/玩具等），the system shall 提前减速并规划绕行路径，避免碰撞。

E-06：沿边贴边清扫
When 主机沿墙边/家具边清扫，the system shall 触发仿生机械臂边刷外扩（伸出 30mm）+ 拖布扭屁股贴边（机身偏转 5°），最大化边角覆盖率。

E-07：卡困脱困
When 主机检测到电流异常或位移停滞（≥10s 无有效移动），the system shall 启动脱困策略（后退+转向+尝试多方向），3 次尝试失败后推送告警并暂停任务。

E-08：防跌落
When 悬崖传感器检测到地面缺失（台阶/楼梯），the system shall 立即刹车后退并转向，防止跌落。

E-09：基站满水/缺水告警
When 基站清水箱水位低于阈值（或污水箱水位高于阈值），the system shall 在 App 推送提示用户加水/倒水（自动上下水版则自动进排水，不提示）。

E-10：尘袋满提示
When 基站集尘气流传感器检测到尘袋接近满（气流阻力超阈值），the system shall 在 App 推送"尘袋即将装满，请更换"。

E-11：语音指令
When 主机或 App 接收到语音指令（“去扫地”/“回充”/"暂停"等预设口令），the system shall 执行对应动作。

4.3 Unwanted（异常 / 故障处理）

UW-01：断网降级
If 家庭宽带中断，then the system shall 保持本地清扫与定时任务正常运行，仅远程控制、远程视频与云端语音失效；App 在同一局域网内仍可控制。

UW-02：基站离线
If 基站与云端断连，then the system shall 主机仍可回基站充电与集尘（本地通信），但洗拖/烘干需主机确认基站状态后执行；App 显示"基站本地模式"。

UW-03：主机被困
If 主机连续 3 次脱困失败，then the system shall 暂停任务，保存当前地图位置，推送"机器人被困，请人工解救"告警，并附带被困位置截图。

UW-04：拖布脏污过重
If 洗拖布后检测到拖布脏污度仍超标（光敏传感器），then the system shall 自动启动第二次热水清洗，最多重复 2 次；仍不达标则提示用户手动清洗。

UW-05：清水箱缺水
If 清水箱缺水且无自动上下水，then the systemshall 暂停洗拖流程，推送"请为基站加水"通知，主机继续完成清扫后回充待命（不洗拖）。

UW-06：OTA 升级失败
If OTA 升级中断或校验失败，then the system shall 自动回滚至上一可用固件，主机/基站可正常使用，并向 App 上报失败原因。

UW-07：建图失败
If 建图过程中出现严重错误（里程计漂移/激光雷达异常），then the system shall 保存当前部分地图，提示用户"建图异常，建议重启建图"，并提供保留部分地图的选项。

UW-08：滚刷缠绕
If 检测到滚刷电机电流持续偏高（疑似毛发缠绕），then the system shall 通知用户"滚刷可能缠绕，请清理"，并在 App 保养提醒中标记。

UW-09：传感器遮挡
If 结构光/摄像头被遮挡（镜头脏污或遮挡物），then the system shall 降级为 LDS+ 碰撞避障模式，并提示用户清洁传感器。

4.4 State-driven（特定状态行为）

S-01：充电状态
While 主机在基站充电，the system shall 显示充电指示灯（橙色呼吸→绿色常亮），关闭清扫电机，保留通信与传感器待机。

S-02：建图模式
While 主机处于建图模式（首次使用或手动触发），the system shall 以低速沿边+弓字形探索全屋，实时上传地图到 App，建图完成后提示用户确认并编辑。

S-03：勿扰模式
While 处于勿扰时段（用户设定，如 22:00-08:00），the system shall 不启动定时清扫、不进行集尘/洗拖/烘干（噪音大），仅允许手动启动或远程控制。

S-04：运输锁定
While 主机处于运输/包装状态，the system shall 锁定所有运动部件，关闭 LDS，仅保留基础通信待激活。

S-05：维护模式
While 基站执行集尘/洗拖/烘干流程时，the system shall 按序执行，主机在基站内保持静止，流程完成后主机进入待机或续扫。

4.5 Optional（可选功能）

O-01：自动上下水
Where 用户选装自动上下水模块，the system shall 接入家庭进水管与地漏，基站自动进清水、排污水，用户无需手动加水倒水，维护周期延长至≥90 天（仅换尘袋/滤网）。

O-02：清洁液自动添加
Where 用户安装清洁液模块，the system shall 在洗拖布时按比例自动添加清洁液，用户仅需定期补充清洁液。

O-03：实时视频巡航
Where 用户开启实时视频功能，the system shall 通过主机 AI 摄像头在 App 中查看实时画面，支持远程遥控机器人移动巡航，可用于宠物监控/安防。

O-04：AI 污渍识别
Where 主机检测到重度污渍区域（AI 视觉识别），the system shall 对该区域执行二次重点清扫/拖洗（复拖）。

O-05：语音助手联动
Where 用户接入天猫精灵/小爱/小度/Alexa/Siri，the system shall 支持语音控制清扫、回充、模式切换等。

O-06：3D 立体地图
Where 用户在 App 中开启 3D 地图，the system shall 基于 AI 摄像头识别家具，将 2D 地图升级为 3D 立体地图，直观展示家具位置与清洁状态。

O-07：宠物视频与互动
Where 用户开启宠物模式，the system shall 巡航时识别宠物并推送宠物照片/短视频到 App，支持双向语音（通过主机扬声器与麦克风）。

五、流程说明

5.1 首次使用流程（核心）

否

是

开箱取出主机与基站

基站接电/接水/放置

App扫码绑定设备

App配网 WiFi

主机上电开机

App触发建图

主机低速探索全屋

实时地图上传App

建图完成?

App提示用户确认地图

用户编辑分区/禁区

保存地图

首次清扫启动

清扫完成自动回基站

自动集尘+洗拖+烘干

推送清洁报告

5.2 清扫任务执行流程

是

否

是

否

是

否

否

是

定时/手动触发清扫

加载地图与任务配置

从基站出发

按弓字路径清扫

遇到障碍?

结构光AI识别+绕行

继续清扫

检测到地毯?

抬拖布+加大吸力纯扫

扫拖同步

离开地毯恢复拖地

电量≤20%?

回充至80%

全屋清扫完?

回基站

集尘15s

60℃热水洗拖3min

45℃热风烘干2h

推送清洁报告

5.3 避障决策流程

否

是

低矮/软体 鞋袜/线缆

危险 宠物粪便

家具腿/墙

悬空/低矮障碍

结构光+AI摄像头实时感知

前方有障碍?

正常行进

AI分类障碍物类型

障碍类型?

提前减速+规划绕行

标记禁区+大幅绕行+推送提醒

沿边贴边清扫

结构光精准测距+绕行

继续路径

5.4 基站维护流程

否 最多2次

是

主机回基站

对准集尘口

集尘15s

拖布对准清洗盘

60℃热水喷淋

拖布旋转清洗3min

脏污检测达标?

刮水

45℃热风烘干2h

污水排出/污水箱暂存

维护完成 待命

六、交互说明

6.1 交互通道总览

交互方式载体说明
机身按键主机顶部 3 键（清扫/回充/局部）+ 雷达键物理按键，支持盲操
机身语音主机扬声器+麦克风本地语音播报状态+远场语音指令
App 控制iOS/Android App全功能控制、地图编辑、报告查看
小程序微信小程序轻量快速控制，免下载
智能音箱天猫精灵/小爱/小度等语音控制
基站按键基站 1 键（召回/自清洁）物理触发
实时视频App 远程视频远程巡航、宠物互动

6.2 App 信息架构

首页
├── 设备状态卡（电量/状态/上次清洁）
├── 一键清扫（全屋/选区/划区）
├── 快捷场景（日常清扫/深度清扫/宠物模式…）
└── 实时视频入口

地图
├── 2D/3D 地图切换
├── 房间分区编辑（合并/拆分/命名）
├── 禁区/虚拟墙设置
├── 清扫顺序设置
├── 房间个性化（吸力/水量/扫拖模式）
└── 多地图管理（≤4 张）

清扫设置
├── 清扫模式（扫拖/纯扫/纯拖）
├── 吸力档位（静音/标准/强劲/Max）
├── 水量档位（低/中/高）
├── 仿生边刷（开/关）
├── 地毯策略（抬拖/规避/无视）
└── 重复清扫（1 次/2 次）

基站设置
├── 集尘设置（自动/手动/频率）
├── 洗拖设置（热水/冷水/频率）
├── 烘干设置（时长/开关）
├── 上下水状态（选装）
└── 尘袋/滤网寿命

定时任务
├── 添加定时（时间/重复/区域/模式）
└── 任务列表

报告
├── 清洁报告（时长/面积/覆盖率/轨迹）
├── 避障事件记录
├── 能耗与耗材
└── 月度清洁统计

我的
├── 设备管理（解绑/共享）
├── OTA 升级
├── 语音设置
├── 帮助与售后
└── 设置

6.3 关键交互流程：选区清扫

[首页点击"选区清扫"]
    ↓
地图展示 → 用户在地图上框选区域（支持多区域）
    ↓
选择清扫模式（扫拖/纯扫/纯拖）
    ↓
选择吸力与水量
    ↓
选择清扫次数（1/2 次）
    ↓
确认 → 机器人前往指定区域清扫
    ↓
实时显示清扫轨迹
    ↓
完成后推送报告

6.4 视觉与交互设计要点

  • 地图：2D 俯视图为主，房间分区用不同色块，家具用图标；3D 模式下家具以简化 3D 模型呈现
  • 清扫轨迹：实时动画显示已清扫区域（深色）与未清扫区域（浅色）
  • 状态反馈：机器人状态用图标+文字（清扫中/充电中/回充中/维护中/离线/被困）
  • 清洁报告：卡片式展示清洁面积、时长、覆盖率、避障次数，配轨迹回放动画
  • 耗材提醒：进度条展示尘袋/滤网/边刷/拖布寿命，到期红色提醒
  • 无障碍：支持大字号、VoiceOver/TalkBack

七、硬件规格与软硬件协同（重点）

7.1 主机硬件规格（RV-S20）

类别参数说明
尺寸直径 353mm × 高 96mm（含 LDS）低于多数床底/沙发底
重量3.6kg-
电池5000mAh 锂电池续航≥180min（标准档）
充电自动回充，充满≤4h基站金属触点充电
吸力最大 7000Pa无刷风机
滚刷全胶滚刷 ×1防毛发缠绕
边刷仿生机械臂边刷 ×1可外扩 30mm
拖布双圆盘旋转拖布180rpm，加压 7N，抬升 10mm
水箱主机 250ml 电控水箱基站自动补水
越障≤20mm-
LDS360°/10Hz 激光雷达建图与定位
结构光前向 3D 结构光模组避障与沿边测距
AI 摄像头1080P 广角障碍识别/实时视频/3D 地图
悬崖传感器6 颗红外防跌落
麦克风/扬声器阵列麦克风 + 扬声器语音交互/远程对讲
通信WiFi 2.4G/5G 双频 + 蓝牙 5.0配网与连接
算力主控 NPU 算力 2TOPSAI 避障推理

7.2 全能基站规格（BS-S20）

类别参数说明
尺寸340mm(宽) × 420mm(深) × 400mm(高)紧凑设计
集尘2.5L 尘袋，集尘时间≤15s气流集尘
洗拖60℃ 热水洗，≤3min可选冷水
烘干45℃ 热风，≤2h防霉防臭
清水箱4L（手动版）/ 自动上下水（选装）-
污水箱4L（手动版）/ 自动排水（选装）-
清洁液选装自动添加-
噪音集尘≤65dB，烘干≤45dB勿扰时段不运行
通信WiFi + 与主机点对点射频-
功率待机≤2W，集尘峰值≤800W-

7.3 软硬件协同架构

应用层

云端层

基站固件层

嵌入式固件与算法层

主机硬件层

运行

运行

运行

运行

LDS激光雷达

结构光模组

AI摄像头1080P

悬崖传感器×6

IMU/里程计

风机/滚刷/边刷/拖布电机

水箱电控阀

NPU主控

LDS驱动

SLAM建图引擎

路径规划

结构光避障算法

AI视觉识别模型

电机控制驱动

OTA与心跳

集尘控制

水温加热控制

水泵与水阀控制

烘干风机控制

水位/脏污传感器

设备影子

OTA分发

地图云存储

AI模型下发

账号与家庭

视频中继

iOS/Android App

小程序

智能音箱

7.4 通信协议与数据流

链路协议内容频率
主机 ↔ 基站射频（点对点）回充对准、基站状态、维护指令事件触发
主机/基站 ↔ 云端MQTT over TLS设备影子同步、OTA、告警、地图上传实时
App ↔ 云端HTTPS / WebSocket控制、地图、视频流、报告实时
App ↔ 主机（局域网）mDNS + HTTPS本地控制（断网降级）实时
实时视频WebRTC / SRTP低延迟视频流按需
智能音箱 ↔ 云端HTTPS语音指令下发事件触发

7.5 关键算法与固件设计

模块关键设计指标
SLAM 建图LDS + IMU 融合，图优化（GTSAM），闭环检测建图误差≤5%，100㎡≤8min
路径规划弓字形全覆盖 + A* 绕行 + 断点续扫覆盖率≥95%
结构光避障3D 点云聚类，距离+高度分类，提前减速避障成功率≥99%
AI 视觉识别轻量化 CNN（YOLO 变体），NPU 推理识别 40+ 类障碍物，推理≤50ms
地毯检测超声波传感器 + 红外反射率识别准确率≥98%
滚刷防缠绕全胶滚刷 + 电流监测 + 反转自清洁缠绕告警准确率≥90%
拖布抬升步进电机驱动，10mm 行程抬升到位≤1s
电机控制PID 闭环，左右轮差速 + 滚刷/风机独立控制直线偏差≤2%

7.6 云端服务关键设计

服务功能关键指标
设备接入MQTT Broker，设备认证单实例 10 万连接，P99≤200ms
设备影子主机/基站状态缓存，离线指令排队同步延迟≤500ms
地图云存储用户地图分区存储，支持多地图单地图≤2MB，加载≤2s
OTA 服务固件版本管理、灰度发布、差分包支持按型号/版本灰度
AI 模型下发避障模型/识别模型增量下发模型包≤20MB，差分更新
视频中继WebRTC 信令服务器，P2P 穿透视频延迟≤500ms
账号与家庭用户账号、设备共享、家庭管理单设备支持≤8 个共享账号
数据服务清洁报告、轨迹、耗材记录数据保留 12 个月
推送服务APNs/FCM/微信推送到达率≥95%

八、非功能需求

8.1 性能指标

指标项目标值
100㎡ 建图时间≤8min
全屋清扫效率（100㎡ 扫拖）≤90min
App 控制指令到达主机延迟（局域网）≤300ms
App 控制指令到达主机延迟（云端）≤800ms
避障响应延迟≤200ms
实时视频延迟≤500ms
集尘时间≤15s
洗拖时间≤3min
烘干时间≤2h
充满电时间≤4h

8.2 可靠性

  • 主机 MTBF ≥ 2000 小时
  • 基站 MTBF ≥ 10000 小时
  • 云端服务可用性 ≥ 99.9%（年）
  • 本地清扫与定时任务在断网下可用率 100%
  • OTA 成功率 ≥ 99%，失败 100% 可回滚
  • 卡困率 ≤ 0.5 次/100㎡

8.3 噪音

模式噪音说明
静音档清扫≤58dB约等于正常说话声
标准档清扫≤65dB-
Max 档清扫≤72dB-
集尘≤65dB持续 15s
烘干≤45dB勿扰时段可关闭
热水洗≤55dB-

8.4 安全合规

项目要求
电气安全GB 4706.1 / IEC 60335-1（家用电器）
电池安全GB 31241 / UN38.3 锂电池安全
电磁兼容GB 9254 / EN 55032 Class B
无线认证SRRC（中国）/ CE-RED（欧盟）/ FCC（美国）
数据隐私《个人信息保护法》合规，摄像头数据不云端存储，仅实时传输
物理安全防跌落、防卡困、童锁、急停

8.5 环境适应性

  • 工作温度：0℃ ~ 40℃
  • 工作湿度：10% ~ 90% RH（无凝露）
  • 地面适应性：硬地板、瓷砖、木地板、短毛地毯（≤20mm）
  • 不适用：长毛地毯（>20mm）、湿滑地面、户外

九、数据指标

9.1 产品核心指标

指标分类指标名称定义目标值
清洁边角覆盖率沿边/墙角清洁覆盖比例≥95%
清洁颗粒物拾取率标准测试颗粒拾取比例≥95%
清洁拖地污渍去除率标准污渍测试去除比例≥90%
导航建图准确率建图与实际户型吻合度≥98%
导航路径覆盖率弓字形清扫覆盖比例≥95%
避障避障成功率障碍物成功避让比例≥99%
避障卡困率每百平方米卡困次数≤0.5 次
稳定性MTBF主机平均无故障时间≥2000h
体验首次建图成功率用户首次建图一次成功比例≥95%
体验定时任务成功率定时清扫成功启动与完成比例≥99%
免维护用户干预周期用户需手动干预的平均间隔（上下水版）≥30 天

9.2 商业指标

指标名称目标值（首年）
销量20 万台
好评率（电商≥4.8）≥90%
退货率≤3%
App 月活（MAU）≥15 万
配件复购率≥35%（12 个月内购买耗材）
NPS（净推荐值）≥55

9.3 数据采集与埋点

数据类型采集内容用途
运行日志清扫时长、面积、路径、卡困事件、故障码稳定性分析、算法优化
避障事件障碍物类型、位置、处理方式（脱敏）避障模型训练
建图数据地图结构、分区、禁区设置（脱敏）建图算法优化
耗材使用尘袋/滤网/拖布/边刷使用时长与寿命耗材提醒优化、复购运营
App 行为功能使用频次、操作路径、流失节点体验优化
清洁报告清洁面积、覆盖率、时长分布用户价值评估

十、验收标准

10.1 清洁力验收

编号验收项验收标准
AT-01颗粒拾取标准测试环境撒颗粒物，单次清扫拾取率≥95%
AT-02边角清洁沿墙 10cm 范围内颗粒覆盖率≥95%
AT-03拖地污渍标准酱油/咖啡渍，单次拖地去除率≥90%
AT-04毛发防缠绕5g 头发清扫后，滚刷缠绕量≤0.5g
AT-05地毯纯扫识别地毯后拖布抬升不滴水，吸力自动增大

10.2 导航避障验收

编号验收项验收标准
AT-06建图100㎡ 户型建图≤8min，与实际户型误差≤5%
AT-07路径覆盖标准户型弓字形清扫覆盖率≥95%
AT-08避障摆放拖鞋/数据线/玩具，避障成功率≥99%
AT-09宠物粪便避让模拟宠物粪便，100% 避让不碾压
AT-10防跌落楼梯边缘 100% 不跌落
AT-11卡困复杂环境（桌椅底部/线缆）卡困率≤0.5 次/100㎡
AT-12越障跨越 20mm 门槛成功率≥95%

10.3 基站与维护验收

编号验收项验收标准
AT-13集尘集尘≤15s，尘盒残留≤5%
AT-14热水洗水温达 60℃，洗后拖布脏污达标率≥95%
AT-15烘干烘干≤2h，拖布含水率≤10%，无异味
AT-16自动上下水选装版连续 30 天无需手动加水倒水
AT-17尘袋寿命典型家庭（100㎡/日）尘袋≥60 天

10.4 App 与连接验收

编号验收项验收标准
AT-18配网配网≤2min，成功率≥98%
AT-19控制延迟局域网控制≤300ms，云端控制≤800ms
AT-20地图编辑分区/禁区/顺序设置实时生效
AT-21断网控制断网后局域网仍可控制，定时任务正常
AT-22实时视频视频延迟≤500ms，画质流畅
AT-23OTA升级成功，失败可回滚，升级中不影响使用

10.5 安全与合规验收

编号验收项验收标准
AT-24通信加密所有云端通信 TLS 1.2+
AT-25视频隐私摄像头仅在用户主动查看时传输，不云端存储
AT-26认证通过 SRRC/CE-RED/FCC/GB 4706.1/GB 31241

十一、版本规划

11.1 SKU 矩阵

SKU配置差异目标用户定价
标准版主机 + 全能基站（手动水箱）普通家庭3499 元
上下水版+ 自动上下水模块新装修/有进排水条件3999 元
顶配版+ 上下水 + 清洁液 + 宠物视频高端/养宠家庭4499 元

11.2 软件迭代路线图

版本时间重点功能
V1.0上市建图、清扫、避障、基站全流程、App 基础功能
V1.5T+3 月3D 立体地图、AI 污渍复拖、清洁报告增强
V2.0T+6 月宠物视频互动、语音助手扩展、小程序轻控
V2.5T+9 月AI 地图编辑增强、家具识别推荐禁区、家庭数据周报
V3.0T+12 月开放地图 API、第三方设备联动（Matter）、场景市场

十二、待确认问题清单

编号问题涉及角色优先级
Q-01AI 避障模型自研还是采购第三方方案？成本与效果权衡？算法/产品高
Q-02结构光模组选型（自研 vs 采购）对成本与交期影响？硬件/采购高
Q-03自动上下水模块的安装服务是否自建还是合作第三方？运营/商务高
Q-04全胶滚刷 vs 胶毛一体滚刷的清洁力与防缠绕取舍？硬件/产品中
Q-05基站热水洗是否首版即上，还是 V1.5 迭代？影响 BOM 成本硬件/产品中
Q-06摄像头数据隐私合规是否需要专项法务评审（各区域差异）？法务中
Q-07云端视频是否自建 WebRTC 还是采用第三方 P2P 服务？架构中
Q-08是否支持 Matter 接入（与其他清洁/IoT 设备联动）？产品/架构低
Q-09售后配件 SKU 数量与定价策略？商务低

十三、附录

13.1 术语定义

术语定义
LDSLaser Distance Sensor，激光测距雷达，用于建图与定位
SLAMSimultaneous Localization and Mapping，同步定位与建图
结构光投射光图案并解码形变获取 3D 深度信息的技术
dToFdirect Time of Flight，直接飞行时间测距
NPUNeural Processing Unit，神经网络处理单元
全能基站集成集尘、洗拖、烘干、补水/上下水等多功能的基座
断点续扫低电量回充后，从上次中断位置继续清扫
仿生机械臂边刷可自动外扩伸缩的边刷，用于沿边清洁
扭屁股贴边机身偏转使拖布贴近墙角的拖地姿态
设备影子云端维护的设备状态缓存

13.2 参考标准

  • GB 4706.1 / IEC 60335-1 家用电器安全
  • GB 31241 / UN38.3 锂离子电池安全
  • GB 9254 / EN 55032 电磁兼容
  • 《个人信息保护法》数据隐私合规

文档结束

⚠️ 本文档为初稿，需经硬件、算法、App、云端各团队评审后确认最终版本。建议评审重点：第七章硬件规格与软硬件协同、第十章验收标准、第十二章待确认问题。

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