全能基站扫地机器人 — 产品需求文档 (PRD)
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 | dToF | LDS 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)
5.2 清扫任务执行流程
5.3 避障决策流程
5.4 基站维护流程
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 | - |
| LDS | 360°/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 2TOPS | AI 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
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-23 | OTA | 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 |
| V1.5 | T+3 月 | 3D 立体地图、AI 污渍复拖、清洁报告增强 |
| V2.0 | T+6 月 | 宠物视频互动、语音助手扩展、小程序轻控 |
| V2.5 | T+9 月 | AI 地图编辑增强、家具识别推荐禁区、家庭数据周报 |
| V3.0 | T+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-01 | AI 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 |
|---|---|
| LDS | Laser Distance Sensor,激光测距雷达,用于建图与定位 |
| SLAM | Simultaneous 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 |
| dToF | direct Time of Flight,直接飞行时间测距 |
| NPU | Neural 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
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