2025年3月12日至15日，广东奥迪威传感科技股份有限公司（以下简称“奥迪威”）携“A+感执科技筑就美好生活”主题，亮相上海新国际博览中心AWE中国家电及消费电子博览会。展会期间，公司正式发布第三代超声波材质识别模组，面向扫地机器人等智能清洁设备，提供全新的地面材质识别解决方案。该模组突破传统超声波方案需预留>3mm安装孔的结构限制，实现了无盲区、可与整机外壳平整安装的突破性设计，同时凭借高达300kHz的声波频率与精准的回波检测能力，可识别超过9种地面材质，为扫地机器人自主匹配清洁模式提供了关键感知支撑。
技术原理：声阻抗差异奠定材质识别基础
不同材质对超声波的反射与吸收特性存在显著差异，这一物理现象是超声波材质识别的理论基础。从声学原理来看，当超声波从空气入射到地面介质时，在两种介质的界面处会发生反射与透射。反射能量的强弱取决于两种介质的声阻抗（即介质密度与声速的乘积）差异——声阻抗差异越大，反射越强；反之，声阻抗相近则反射弱，大部分能量被材质吸收或透射。
奥迪威第三代超声波材质识别模组利用这一物理特性，通过发射超声波脉冲并接收地面反射回波，实时分析回波信号的强度、相位及衰减特征。系统内置的算法将回波特征与预设的材质声学指纹进行比对，从而精准区分地板、瓷砖、短毛地毯、长毛地毯、石材等多种材质。该方案不受环境光线、颜色、纹理等视觉因素的影响，在昏暗环境或复杂光照条件下依然保持稳定可靠的识别能力。
无盲区设计：突破传统安装限制
传统超声波传感器在工作时需要向外发射声波并接收反射回波，由于换能器在发射脉冲后存在短暂的余振衰减期，在此期间无法接收有效回波，形成了测距盲区。这一物理限制使得传统方案通常需要在设备外壳上预留3mm以上的安装孔，将传感器探头凸出或外露，以避免外壳对声波的阻挡，同时确保近场区域的有效测量。
奥迪威第三代超声波材质识别模组实现了突破性的无盲区设计。通过对换能器结构的优化、阻尼材料的精确匹配以及驱动电路的精细调校，模组大幅缩短了余振衰减时间，消除了近场测量盲区。在此基础上，传感器可与整机外壳实现平整安装，无需预留凸出孔位。这一设计带来多重优势：其一，提升了扫地机器人的整机美观度与一体化程度；其二，减少了灰尘、毛发在传感器开孔处的积聚，降低维护频率；其三，简化了整机组装工艺，提升了生产效率与结构可靠性。
高频声波与指向性：提升识别精度与安装灵活性
材质识别的精度在很大程度上取决于声波频率的选择。声波频率越高，波长越短，在界面处的空间分辨率越高，对不同材质细微差异的区分能力也越强。奥迪威该模组采用高达300kHz的超声波频率，相较于常规40kHz~200kHz的超声波传感器，其波长远小于常见地面材质的表面结构特征，能够更敏感地捕捉不同材质对声波的响应差异，从而实现超过9种材质的精细分类识别。
高频声波同时带来良好的指向性。根据声学理论，换能器的指向性与声波频率及辐射面尺寸正相关——频率越高、辐射面越大，声束越集中，旁瓣干扰越小。模组提供探头直径12mm、16mm等多种尺寸选择，整机厂商可根据机身空间、安装位置及检测精度需求灵活选型。集中的声束使传感器能够精确锁定机器人正下方的地面区域，避免周围环境干扰，确保识别结果的准确性与一致性。
赋能扫地机器人：从统一模式到精准适配
地面材质是影响清洁策略的关键变量。木地板需要轻柔吸尘避免刮伤，瓷砖可接受大水量拖地，长毛地毯则需要大吸力深层次清洁。传统扫地机器人往往依赖视觉识别或人工设定区域来切换模式，前者易受光照影响，后者缺乏灵活性。
搭载奥迪威第三代超声波材质识别模组的扫地机器人，能够实时感知前方或下方地面材质，自动匹配最佳清洁模式。当机器从硬质地板移动至地毯区域时，传感器可在接触前即完成识别，系统及时调整吸力、抬升拖布或切换滚刷转速，实现无缝过渡。这种基于物理感知的智能决策，使清洁设备真正具备了“因地制宜”的作业能力，在提升清洁效果的同时，也降低了对人工干预的依赖。
以感知技术驱动智能清洁升级
从颗粒物感应到水下测距，再到超声波材质识别，奥迪威在AWE 2025展会上呈现了“感执科技”在多种清洁场景中的深度应用。本次发布的第三代超声波材质识别模组，以无盲区设计解决了传统超声波安装受限的痛点，以高频声波与多尺寸选型兼顾了精度与灵活性的双重需求，展现了公司在声学传感、结构设计与系统集成领域的综合技术实力。
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