2025年3月12日至15日，廣東奧迪威傳感科技股份有限公司（以下簡稱“奧迪威”）攜“A+感執(zhí)科技筑就美好生活”主題，亮相上海新國際博覽中心AWE中國家電及消費電子博覽會。展會期間，公司正式發(fā)布第三代超聲波材質識別模組，面向掃地機器人等智能清潔設備，提供全新的地面材質識別解決方案。該模組突破傳統(tǒng)超聲波方案需預留>3mm安裝孔的結構限制，實現(xiàn)了無盲區(qū)、可與整機外殼平整安裝的突破性設計，同時憑借高達300kHz的聲波頻率與精準的回波檢測能力，可識別超過9種地面材質，為掃地機器人自主匹配清潔模式提供了關鍵感知支撐。

技術原理：聲阻抗差異奠定材質識別基礎

不同材質對超聲波的反射與吸收特性存在顯著差異，這一物理現(xiàn)象是超聲波材質識別的理論基礎。從聲學原理來看，當超聲波從空氣入射到地面介質時，在兩種介質的界面處會發(fā)生反射與透射。反射能量的強弱取決于兩種介質的聲阻抗（即介質密度與聲速的乘積）差異——聲阻抗差異越大，反射越強；反之，聲阻抗相近則反射弱，大部分能量被材質吸收或透射。

奧迪威第三代超聲波材質識別模組利用這一物理特性，通過發(fā)射超聲波脈沖并接收地面反射回波，實時分析回波信號的強度、相位及衰減特征。系統(tǒng)內(nèi)置的算法將回波特征與預設的材質聲學指紋進行比對，從而精準區(qū)分地板、瓷磚、短毛地毯、長毛地毯、石材等多種材質。該方案不受環(huán)境光線、顏色、紋理等視覺因素的影響，在昏暗環(huán)境或復雜光照條件下依然保持穩(wěn)定可靠的識別能力。

無盲區(qū)設計：突破傳統(tǒng)安裝限制

傳統(tǒng)超聲波傳感器在工作時需要向外發(fā)射聲波并接收反射回波，由于換能器在發(fā)射脈沖后存在短暫的余振衰減期，在此期間無法接收有效回波，形成了測距盲區(qū)。這一物理限制使得傳統(tǒng)方案通常需要在設備外殼上預留3mm以上的安裝孔，將傳感器探頭凸出或外露，以避免外殼對聲波的阻擋，同時確保近場區(qū)域的有效測量。

奧迪威第三代超聲波材質識別模組實現(xiàn)了突破性的無盲區(qū)設計。通過對換能器結構的優(yōu)化、阻尼材料的精確匹配以及驅動電路的精細調校，模組大幅縮短了余振衰減時間，消除了近場測量盲區(qū)。在此基礎上，傳感器可與整機外殼實現(xiàn)平整安裝，無需預留凸出孔位。這一設計帶來多重優(yōu)勢：其一，提升了掃地機器人的整機美觀度與一體化程度；其二，減少了灰塵、毛發(fā)在傳感器開孔處的積聚，降低維護頻率；其三，簡化了整機組裝工藝，提升了生產(chǎn)效率與結構可靠性。

高頻聲波與指向性：提升識別精度與安裝靈活性

材質識別的精度在很大程度上取決于聲波頻率的選擇。聲波頻率越高，波長越短，在界面處的空間分辨率越高，對不同材質細微差異的區(qū)分能力也越強。奧迪威該模組采用高達300kHz的超聲波頻率，相較于常規(guī)40kHz~200kHz的超聲波傳感器，其波長遠小于常見地面材質的表面結構特征，能夠更敏感地捕捉不同材質對聲波的響應差異，從而實現(xiàn)超過9種材質的精細分類識別。

高頻聲波同時帶來良好的指向性。根據(jù)聲學理論，換能器的指向性與聲波頻率及輻射面尺寸正相關——頻率越高、輻射面越大，聲束越集中，旁瓣干擾越小。模組提供探頭直徑12mm、16mm等多種尺寸選擇，整機廠商可根據(jù)機身空間、安裝位置及檢測精度需求靈活選型。集中的聲束使傳感器能夠精確鎖定機器人正下方的地面區(qū)域，避免周圍環(huán)境干擾，確保識別結果的準確性與一致性。

賦能掃地機器人：從統(tǒng)一模式到精準適配

地面材質是影響清潔策略的關鍵變量。木地板需要輕柔吸塵避免刮傷，瓷磚可接受大水量拖地，長毛地毯則需要大吸力深層次清潔。傳統(tǒng)掃地機器人往往依賴視覺識別或人工設定區(qū)域來切換模式，前者易受光照影響，后者缺乏靈活性。

搭載奧迪威第三代超聲波材質識別模組的掃地機器人，能夠實時感知前方或下方地面材質，自動匹配最佳清潔模式。當機器從硬質地板移動至地毯區(qū)域時，傳感器可在接觸前即完成識別，系統(tǒng)及時調整吸力、抬升拖布或切換滾刷轉速，實現(xiàn)無縫過渡。這種基于物理感知的智能決策，使清潔設備真正具備了“因地制宜”的作業(yè)能力，在提升清潔效果的同時，也降低了對人工干預的依賴。

以感知技術驅動智能清潔升級

從顆粒物感應到水下測距，再到超聲波材質識別，奧迪威在AWE 2025展會上呈現(xiàn)了“感執(zhí)科技”在多種清潔場景中的深度應用。本次發(fā)布的第三代超聲波材質識別模組，以無盲區(qū)設計解決了傳統(tǒng)超聲波安裝受限的痛點，以高頻聲波與多尺寸選型兼顧了精度與靈活性的雙重需求，展現(xiàn)了公司在聲學傳感、結構設計與系統(tǒng)集成領域的綜合技術實力。