我们重申扫地机器人依旧是长坡厚雪的好赛道。目前行业处于渗透率初期阶段，产品体系重要性大于市场体系，深入理解产品特性有助于把握行业未来走势。本篇报告从以下三方面对扫地机产品进行深度剖析：1）创新性地提出扫地机器人的“必选+可选”产品模型；2）对过去全球扫地机器人产品进行深度全面的复盘；3）对未来产品形态、应用技术以及成本趋势进行预测。
　　引入扫地机“进化”模型，复盘扫地机器人发展演变史。在本篇报告中，我们创新性的提出了“扫地机器人(Z)=必选功能(X)+可选功能(Y)”的扫地机“进化”模型，随着技术普及与用户教育，可选功能可逐步蜕变为必选功能。以模型为基础，我们对扫地机行业的发展进行梳理，从时间维度划分为导入期、导航革新期、清洁避障期和多功能集成期共四个阶段，在此期间扫地机产品实现了必选功能的不断丰富和可选功能的持续创新。
　　展望未来：双目vSLAM或为未来主流导航方案，行业和公司两侧有望共助终端降价。1）技术端：清洁维度，必选扫拖相关技术优化，消杀或将转为必选配置；续航维度，回充续扫算法持续优化，自动上下水有望在行业中普及；导航维度，双目vLSM方案为未来发展方向，AI识别有望转为必备避障技术；连接维度，与智能家居生态融合增强，产品智能化水平有望持续提升。2）成本端：价格下探有望助力行业放量，其中扫地机总成本中零部件占比超80%，是重要的降本方向之一；未来行业侧零部件降价和公司侧成本、费用端的控制或将共同助力产品降价。
　　技术升级创新助推行业发展，控本控价助力渗透率再提升，给予扫地机器人行业“推荐”评级。技术方面，在清洁、续航、导航和连接四个维度，产品技术和算法均在逐步优化升级，推动必选、可选功能的完善和转移；成本方面，行业和公司两侧共同助力降本降价。未来在技术和成本端的推动下，扫地机行业渗透率或将持续提升，并有望通过技术突破再次进入颠覆式创新阶段，实现产品量价双升，迈向增长新周期，给予扫地机器人行业“推荐”评级。
　　重点关注个股：推荐在研发、渠道、营销端具备综合优势，科沃斯+添可双品牌驱动，商用业务有望为公司增长注入新动力的科沃斯。推荐研发端实力强劲，软硬件耦合能力卓越，生产端自主生产与代工相结合，产品端推新节奏稳定的石头科技。
　　风险提示：原材料价格上升、新冠疫情反复、研发成果不及预期、行业竞争加剧、重点关注公司业绩不及预期等。
　　
　　

研究报告全文：TableSummary扫地机器人行业系列深度一产品篇基于进化模型探索扫地机必选可选功能未来降本助力价格下探实现行业放量行业深度报告行业研究方正证券研究所证券研究报告家用电器行业20230310推荐TABLEANALYSISINFO分析师孟昕投资要点登记编号S1220523020001我们重申扫地机器人依旧是长坡厚雪的好赛道目前行业处于渗透率初期阶段产品体系重要性大于市场体系深入理解产重要数据品特性有助于把握行业未来走势本篇报告从以下三方面对扫地机产品进行深度剖析1创新性地提出扫地机器人的必选TableIndustryInfo上市公司总家数77可选产品模型2对过去全球扫地机器人产品进行深度全面总股本亿股79976的复盘3对未来产品形态应用技术以及成本趋势进行预测销售收入亿元1365493利润总额亿元104945引入扫地机进化模型复盘扫地机器人发展演变史在本篇报告中我们创新性的提出了扫地机器人Z必选功能X行业平均PE4133可选功能Y的扫地机进化模型随着技术普及与用户教平均股价元2286育可选功能可逐步蜕变为必选功能以模型为基础我们对行业相对指数表现扫地机行业的发展进行梳理从时间维度划分为导入期导航TABLEQUOTEINFO革新期清洁避障期和多功能集成期共四个阶段在此期间扫8地机产品实现了必选功能的不断丰富和可选功能的持续创新3展望未来双目vSLAM或为未来主流导航方案行业和公司-2两侧有望共助终端降价1技术端清洁维度必选扫拖相关-7技术优化消杀或将转为必选配置续航维度回充续扫算法持续优化自动上下水有望在行业中普及导航维度双目vLSM-12方案为未来发展方向AI识别有望转为必备避障技术连接维-17度与智能家居生态融合增强产品智能化水平有望持续提升2022320226202292022122成本端价格下探有望助力行业放量其中扫地机总成本中家用电器沪深300零部件占比超80是重要的降本方向之一未来行业侧零部件降价和公司侧成本费用端的控制或将共同助力产品降价数据来源方正证券研究所wind技术升级创新助推行业发展控本控价助力渗透率再提升给相关研究予扫地机器人行业推荐评级技术方面在清洁续航倍轻松TABLEREPORTINFO2022Q4收入业绩短期承压拓渠导航和连接四个维度产品技术和算法均在逐步优化升级推道同时坚持产品快速迭代20230301动必选可选功能的完善和转移成本方面行业和公司两侧新宝股份2022Q4收入业绩受外销影响短共同助力降本降价未来在技术和成本端的推动下扫地机行期承压降本增效助力业绩端快速提升业渗透率或将持续提升并有望通过技术突破再次进入颠覆式20230228小熊电器2022年收入端双位数增长业创新阶段实现产品量价双升迈向增长新周期给予扫地机绩端快速提升略超预期20230222器人行业推荐评级德业股份微逆及储能逆变器高速增长研发强劲竞争力持续提升20220822重点关注个股推荐在研发渠道营销端具备综合优势科沃斯添可双品牌驱动商用业务有望为公司增长注入新动力的科沃斯推荐研发端实力强劲软硬件耦合能力卓越生产端自主生产与代工相结合产品端推新节奏稳定的石头科技风险提示原材料价格上升新冠疫情反复研发成果不及预期行业竞争加剧重点关注公司业绩不及预期等1敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告目录1扫地机进化模型扫地机器人产品Z必选功能X可选功能YIYJ42复盘演变必选配置不断丰富可选功能持续创新521回顾历史产品功能组合不断更新可选功能蜕变进程加快522立足当下渐进式创新阶段可选功能推新放缓集成基站是发展新趋势93展望未来双目VSLAM有望成长为新主流导航方案技术端降本或将引领终端价格下调1131深挖技术技术算法持续研发迭代助力必选功能优化和可选功能转移推新12311清洁维度必选扫拖功能持续优化可选消杀功能有望向必选转型12312续航维度算法研发助力回充续扫功能优化自动上下水有望转型为必选功能15313导航维度双目vLSM方案为未来发展方向AI识别有望转为必备避障技术16314连接维度增强与智能家居生态连接持续提升扫地机智能化水平2032解构整机扫地机中零部件成本占比超八成行业和公司两侧有望共同助推终端降价21321降本原因价格下探有望助力行业放量零部件采购占总成本比例超8021322降本方式行业侧零部件降价缓解成本端压力公司侧成本和费用端共同助力产品降价234投资建议265风险提示312敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表目录图表1部分可选功能随技术下沉及用户教育逐渐成为产品标配5图表2扫地机器人产品形态和功能均持续向集成化目标迈进6图表3导入期奠定扫地机产品基础模型6图表4导航革新期集中于扫地机必选项的迭代升级而非功能叠加7图表5清洁续航期多在清洁功能板块进行功能创新8图表6多功能集成期全能基站成发展方向8图表7可选项转变为必选项技术变革推动新可选项涌现9图表8扫地机器人四阶段发展历程印证必选可选模型普适性9图表9渐进式创新阶段高端机型产品力差异不大11图表10随着技术普及与消费者教育的增强可选功能或将向必选功能转移12图表11相较于传统复合主刷AEROFORCE技术采取双胶刷头设计避免毛发缠绕13图表12旋转加压强擦能较大程度清洁顽固污渍14图表13当下的隔膜泵方案电控水箱工作时噪音明显且使用寿命短14图表14蠕动泵方案的恒压电控水箱技术未来或取代隔膜泵方案成为主流技术14图表15后疫情时代银离子杀菌和自动烘干成为新刚需15图表16产品通过接收充电座回充信号对接充电座实现自动回充15图表17自动集尘技术拓展续航可能性16图表18云鲸J2配备自动上下水技术进一步解放双手16图表19导航方式和算法差距均会影响扫地机器人产品的路径规划能力17图表20导航技术从随机碰撞到局部规划再到全局规划17图表21石头G10SPRO升级避障技术后能识别出线团鞋子体重秤等27种障碍物18图表22视觉识别融合物理探测可达到更优避障效果18图表233D传感器能较大幅度提升扫地机器人的避障性能19图表24OTA升级可不断改善产品使用体验21图表25APP智联可实现清洁任务个性化定制21图表26通过ASRNLPTTS三个环节实现人与设备利用自然语言进行信息的传递21图表27科沃斯独创YIKO智能语音助手实现全能操控精准制导和精准召唤21图表28扫地机均价呈现加速上涨趋势22图表29价格实惠是消费者购买扫地机时主要考虑的因素之一22图表30据估算市场价4000元的LDS方案基站款扫地机器人成本约为2000元其中零部件成本占比超8023图表31扫地机器人已实现较高的产业链国产化24图表32据估算未来市场价为4000元的双目VSLAM方案扫地机器人主机成本有望达1820元25图表33多传感器结合实现操作环境全面感知25图表34科沃斯和石头科技销售费用率均逐年攀升26图表35科沃斯在研发生产及产品方面具有较好表现27图表36石头在研发技术及产品性能方面较为领先28图表37云鲸推新较慢但研发及生产实力较强产品性能突出29图表38追觅各项评分较为均衡30图表39探博集研发生产销售于一体303敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告1扫地机进化模型扫地机器人产品Z必选功能X可选功能YiYj我们认为扫地机器人历经20余年发展其产品细分功能不断革新但始终未脱离清洁续航导航及连接四大维度据此我们创新性地提出扫地机器人产品Z必选功能X可选功能YiYjYk这一模型为我们此篇提供新的分析视角扫地机器人等于必选功能与可选功能的组合必选功能是扫地机器人产品的标配市场中所有产品均具备基础清洁续航以及导航板块不同维度板块下可进一步划分多个子功能每个子功能可选择多样的属性值此外产品可选择添置其他进阶可选功能使扫地机器人产品具有更多样的功能组合必选功能包括基础清洁功能基础续航功能以及基础导航功能每款扫地机产品可选择配置不同属性值基础清洁功能指所有扫地机器人均配置刷头及吸力装置刷头可在拖布滚筒及胶刷中选择吸力水平在不同产品中存在差异基础续航功能指均配备一定容量的尘盒及电池可支持一定量的工作时间基础导航功能指扫地机器人可以完成基本的路径覆盖及避障功能可选择配置陀螺仪或SLAM等导航系统使用多种传感器进行避障所有扫地机产品均配置以上三种必选功能但配置功能的属性值存在差异可选功能包括进阶清洁功能进阶续航功能进阶导航能力以及连接功能每款扫地机器人产品可选择配置不同子功能例如进阶清洁功能可以体现在基站自清洁扫拖一体化等不同扫地机器人在可选功能的选择上有不同侧重可选功能组合的多样性使扫地机产品丰富性增加随着技术发展以及用户教育的深入部分可选功能会进入到必选功能的行列必选功能与可选功能是针对某一发展阶段而言随着技术普及成本下降以及用户教育一些受到市场追捧的可选功能会逐渐配置在市场的大多数产品中并成为消费者挑选产品的重要指标完成从可选到必选的蜕变目前市场中扫地机器人的自集尘自清洁等即为蜕变的热门选手4敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表1部分可选功能随技术下沉及用户教育逐渐成为产品标配资料来源方正证券研究所整理2复盘演变必选配置不断丰富可选功能持续创新扫地机器人行业历经二十余年发展产品在优化升级中实现了必选功能的不断丰富和可选功能的持续创新在必选功能领域扫地机器人的清洁功能由简单的扫吸发展为扫拖一体再到自清洁功能解放双手导航功能由随机碰撞发展为如今广泛应用的LDSSLAM技术和VSLAM视觉导航技术同时部分可选功能陆续蜕变为必选使扫地机基础配置不断丰富此外新的可选功能相继涌现主机多功能集成基站成为目前大多数中高端扫地机产品的标配总而言之必选功能的优化升级和可选功能的持续丰富推动扫地机器人的实用性和智能度不断提高21回顾历史产品功能组合不断更新可选功能蜕变进程加快以必选可选模型为基础将扫地机器人行业发展历程划分为四个阶段立足于本文引入的必选可选产品功能组合模型我们全面复盘扫地机器人行业发展历程中不同时期的产品功能形态通过拆机详细盘点颠覆式革新和渐进式创新技术给扫地机形态和功能带来的变化从而将扫地机器人行业的发展分为四个阶段导入期导航革新期清洁避障期和多功能集成期5敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表2扫地机器人产品形态和功能均持续向集成化目标迈进导入期1996年-2009年导航革新期2010年-2017年清洁避障期2018年-2020年多功能集成期2021年-至今三叶虫扫地机器人iRobotScoobaNeatoXV-11米家扫地机器人iRoboti72018云鲸J12019年科沃斯X12021年1996年超声波2005年除菌2010年激光雷2016年LDS年自动集尘双自清洁扫拖一体五合一全能基站仿生技术近2000擦洗地板达SLAM399美元SLAM激光1699元美元向胶刷4299元49995999元iRobotRoombaOriginiRobotRoomba9802002年随机清扫算2015年Vslam石头T7pro2020科沃斯T8Max2020石头G10spro2022法近200美元年双目摄像头年dtof导航3D结年七合一基站AI算法构光AIVI5699元资料来源方正证券研究所整理1导入期1996年-2009年创造扫地机器人的圆饼形机身奠定扫地机产品基础必选功能模型1996年瑞典伊莱克斯制造出世界第一台量产型扫地机器人三叶虫Trilobite圆饼形机身具备扫吸的必选功能2002年美国科技iRobot公司推出Roomba扫地机器人同为圆饼形机身体积相较Trilobite更小并在底部配置了边刷实现三段式清洁导航能力有所升级通过随机算法实现螺旋式清扫路径该时期必选功能模型为扫吸的基础清洁基础电池续航和超声波螺旋仪的基础导航功能清洁与续航维度出现可选功能部分扫地机产品配备边刷除菌擦洗地板自动回充等可选功能2005年iRobot公司推出的Scooba扫地机器人是全球第一款能自动实现吸尘拖地杀菌的机器人该时期扫地机产品普遍整体机身相对较高清扫覆盖率低部分可实现自动回充拓展续航但仅具备初步的建图以及避障功能运动随机性较强且不具备连接交互能力图表3导入期奠定扫地机产品基础模型资料来源方正证券研究所6敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告2导航革新期2010年-2017年必选功能聚焦导航维度导航算法出现颠覆式创新首先2010年Neato推出的首台搭载LDSSLAM算法的扫地机产品作为一大颠覆式革新开启了行业的二次增长扫地机器人开始由随机清扫进入规划式清扫时代2015年iRobot推出全球首款vSLAM导航产品进一步丰富导航能力2016年国内石头科技凭借自研的搭载LDSSLAM扫地机产品且仅售1699元的极致性价比推动国内扫地机产品的亮眼增长导入期可选转为必选出现扫拖一体和断点续扫可选功能尝试多种机身形态导入期的边刷拖地自动回充等可选功能转换为必选扫拖一体功能的出现拓展了扫地机器人清洁维度的可选功能边界断点续扫功能的出现在自动回充的基础上进一步提升了扫地机器人的续航灵敏度此外扫地机厂商们也开始尝试不同形态的机身2010年2月Neato推出了D型扫地机器人XV-112015年松下推出了三角造型的扫地机器人Rulo对于边角清洁更为友好图表4导航革新期集中于扫地机必选项的迭代升级而非功能叠加资料来源方正证券研究所3清洁续航期2018年-2020年可选向必选转化持续进行避障功能持续优化该时期断点续扫APP操控已完成由可选到必选的转变扫拖一体已基本成为中高端产品的必选功能此外导航避障功能也在持续优化中2020年石头T7Pro搭载了双目摄像头可以进行AI物体识别避障科沃斯T8采用结构光与3D成像算法提升了避障能力清洁与续航功能不断增加可选项扫地机器人出现主机基站的产品形态该阶段产品出现地毯识别自动洗拖布烘干拖布和震动拖地等全新可选功能部分中高端机型可加配自动集尘座丰富清洁配置提高续航进一步解放双手主机基站产品形态初现2018年iRoboti7首创基站机器人的智能清洁系统充电桩升级为配有集尘盒的基站2019年云鲸推出J1实现颠覆式创新功能自动回洗拖布2020年科沃斯推出的旗舰款T8PowerT8Max采用高频震动擦地模组针对顽固污渍特别地部分入门产品仍是单扫地机型如2019年上市的石头T4售价相对较低7敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表5清洁续航期多在清洁功能板块进行功能创新资料来源方正证券研究所4多功能集成期2021年至今关注可选清洁功能的整合向全能基站方向发展2021年科沃斯X1首创五合一全能基站集自动集尘自动回洗拖布自动补水银离子除菌以及热风烘干为一体同时引入YIKOAI语音助手云鲸2021年推出的J2最大的亮点是可以自动上下水属行业首创给产品升级带来新的灵感石头科技于2022年推出52高能基站在科沃斯五合一的基础上增加自动换水以及自动热风烘干功能实现基站功能的进一步集成2022年9月科沃斯推出X1OMNI升级版X1ProOMNI新增上下水自动添加清洁液的同时也对避障最大吸力等性能进一步增强凭借九合一基站成为最贵的机型可选清洁功能持续革新可选向必选功能的转化放缓在清洁维度新增银离子除菌自动上下水自动补水可选功能在导航连接维度新增AI识别和视讯通话功能进一步增强扫地机器人智能交互能力地毯识别和APP个性定制已完成可选到必选的转化自集尘自清洁和自动上下水是目前扫地机器人行业重点关注的可选功能图表6多功能集成期全能基站成发展方向资料来源方正证券研究所梳理扫地机器人历史形态印证必选可选模型普适性通过对扫地机产品发展历程的梳理可以发现首先四个阶段中的扫地机器人形态均可拆解为必选与可选两个功能板块随着技术发展与下沉及用户接受度的提高前一阶段的热门可选配置有望成为下一阶段的必选8敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告配置之一其次扫地机产品必选功能的迭代进程呈现加速趋势标准配置的迭代周期不断缩短最后价格下降叠加技术变革是推动扫地机市场规模增速加快的重要因素图表7可选项转变为必选项技术变革推动新可选项涌现个2520915810413547930导入期导航革新期清洁续航期多功能集全期必选功能数量可选功能数量资料来源方正证券研究所图表8扫地机器人四阶段发展历程印证必选可选模型普适性资料来源石头科技科沃斯追觅云鲸iRobot公司官网各品牌天猫旗舰店方正证券研究所22立足当下渐进式创新阶段可选功能推新放缓集成基站是发展新趋势9敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告本章节聚焦当下在渐进式创新阶段多项可选功能已完成向必选功能的转变高端机型产品力差异不大1主机形态圆饼形机身仍为主流同时少数产品采取D形和圆方形机身传统圆饼形机身难以覆盖边角相比之下D形和圆方形由于具有一定的机身角度在遇到墙角或桌角时能更好实现贴合清扫的需求主机基站形态渐成主流单主机产品多为中低端系列集成基站集合了多项当下热门的可选清洁功能进一步解放双手大大提升了扫地机器人的智能化程度2清洁能力扫拖一体已转变为当前扫地机产品的必选配置工具形态呈多样化对于产品模型中的进阶选项如自动回洗拖布拖布烘干银离子除菌等功能基本成为高端机型的必选项云鲸J3还推出了DirtSense污水识别系统可识别地面及拖布脏污程度据此执行最佳清洁策略目前产品在扫和拖的工具形态方面尚未实现统一滚刷式多于吸口式双边刷多于单边刷双旋拖布多于单拖布多于四旋拖布3续航能力扫地机产品已基本实现单次充电即可完成全部清洁任务自动回充和断点续扫也完成了从可选项向必选项的转化自集尘自动上下水以及快充等目前尚为可选功能自集尘和自动上下水对产品形态的改变主要体现在基站形态上增加了集尘箱清水箱和污水箱4导航能力LDS激光导航为主流导航少数采用视觉导航出现了新的可选功能AI智能识别激光导航的扫地机器人形态特点在于扫地机器人的上方会存在激光传感器的凸起另外在避障方面高端机型采用AI识别技术多传感器融合方式识别效果更好5连接能力现阶段APP个性定制清扫已基本成为当下扫地机产品的必备选项语音助手和视讯通话仍为可选功能石头G10Spro和科沃斯X1均可实现视讯通话在语音助手配备方面目前大多机型通过小爱同学小度音响天猫精灵等第三方智能音箱实现语音控制科沃斯带基站款产品接入了自己的智能交互系统YIKO追觅S10Plus无需借助智能音箱可实现语音直接操控10敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表9渐进式创新阶段高端机型产品力差异不大品牌石头科沃斯追觅云鲸X1PRO产品型号G10SG10SProG10SAutoG10SPURET10OMNIT20proT20MAXS10ProJ3OMNI外观上市时间20223222022322202291920232162022512022920202331202331202251202283142994699到手价格元439952993799399936995599419939995799含上下水LDS激光导LDS激光导LDS激光导LDS激光导航LDS激光导LDS激光导导航类型航RR航RR航RRRRmasondToF导航dToF导航dToF导航dToF导航航视觉航mason90mason90mason90100导航AIActionLidarTrueDetectTrueDetectReactiveReactiveReactiveAIAIVI3D避AIVI3D避智慧视觉红外碰避障技术Vision避3D30光技3D30光技AI20AI2020障障3D结构光撞避障障术术避障最大吸力5100Pa5100Pa2500Pa5500Pa5000Pa5500Pa6000Pa6000Pa5300Pa3000Pa双圆盘旋双圆盘旋声波震动声波震动声波震动声波震动擦双圆盘旋转双圆盘旋转旋转加压拖地模式转加压擦转加压擦按压湿拖擦地擦地擦地地加压擦地加压擦地擦地地地3000次分3000次分3000次分180转分180转分180转分180转分擦地频率3000次分钟180转分钟180转分钟钟钟钟钟钟钟钟抹布自清支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持洁清洁2小时452小时452小时452小时452小时45热热风烘干热风烘干热风烘干2小时402小时402小时402小时40热风烘干40热风烘干方式风烘干需需选需选需选热风烘干热风烘干热风烘干热风烘干需选烘干选配配配配配基站自清支持支持支持支持支持支持支持支持洁银离子除银离子除银离子除可选配银银离子除可选配银离可选配银离银离子除除菌银离子除菌菌菌菌离子除菌菌子除菌子除菌菌内置尘盒04L04L04L035L04L04L03L03L035L048L容量内置水箱200ml200ml200ml200ml240ml80mL60ml80mL容量电池容量5200mAh5200mAh5200mAh5200mAh5200mAh5200mAh5200mAh5200mAh6400mAh5200mAh续航基站自集支持支持支持支持支持支持支持支持支持尘自动补水支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持自动上下选配选配选配选配选配选配选配选配选配选配水智能音箱智能音箱智能音箱智能音箱语YIKO语音YIKO语音YIKO语音助YIKO语音助语音控制实时语音语音控制语音控制语音控制音控制助手助手手手连接实时视频支持支持支持支持APP操控支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持资料来源石头科技科沃斯追觅公司官网各品牌天猫旗舰店方正证券研究所于2023年3月6日整理3展望未来双目vSLAM有望成长为新主流导航方案技术端降本或将引领终端价格下调扫地机兼具科技与消费属性故产品力与成本控制能力均为长期核心11敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告竞争力扫地机器人行业发展至今共经历了两次颠覆式创新分别是由随机碰撞到全局规划的导航技术迭代以及具备自清洁自集尘等功能的清洁基站的出现技术创新促进产品力跃升进而带领行业进入发展新周期同时扫地机作为一种消费产品其价格若随技术升级不断上涨将不利于其市场规模的扩张故控制成本也是行业持续放量的重要助力本章将基于模型从清洁续航导航连接四个维度详细拆解目前扫地机产品的功能深挖背后蕴含的技术并前瞻未来功能发展方向同时对扫地机成本进行拆分预测其未来降本空间31深挖技术技术算法持续研发迭代助力必选功能优化和可选功能转移推新基于前文提出的模型我们认为未来扫地机的发展主要有三类思路1现有必选可选功能的优化升级2随着技术普及与消费者教育的增强现有可选功能向必选功能的转移3技术革新带来的新可选功能而不论是必选功能的升级还是可选功能的必备化和创新都离不开技术和算法的发明与优化因此在本小节中我们将从清洁续航导航连接四个维度拆解扫地机现有的必选可选功能针对功能背后的技术和算法进行重点梳理并在此基础上展望每个维度涉及功能的未来发展方向图表10随着技术普及与消费者教育的增强可选功能或将向必选功能转移必选功能技术普及用户教育可选功能银离子除自动洗拖扫吸扫拖一体清菌布洁地毯识别震动拖地烘干拖布续自动集尘自动上下水航自动回充断点续扫自动补水快充导超声波陀螺仪LDS传感器AI识别航SLAMvSLAM连APP操控查APP个性定语音助手视讯通话YIKO接看清扫路径制资料来源方正证券研究所311清洁维度必选扫拖功能持续优化可选消杀功能有望向必选转型针对清洁维度1必选功能基础的扫拖功能将持续迭代扫地方面的毛发缠绕问题和拖地方面的清洁效果增强或将成为未来优化方向2可选功能疫情催化下人们对健康和卫生消杀的重视有望推动消杀功能逐步向必选转移未来银离子除菌功能或将标配化1扫解决毛发缠绕为主要优化方向当前行业中共四项主流技术针对毛发缠绕问题扫地机企业解决思路各异1iRobot独创12敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告Aeroforce技术采用双胶刷头无毛刷设计有效避免刷头在清洁过程中与毛发缠绕在一起再配合AeroforceExtractors气流加速和真空吸力提升清洁效率弥补了无毛刷清洁的问题2石头科技采用自主研发的全向浮动胶刷设计3科沃斯全向浮动胶刷以及胶毛复合滚刷都有涉及并向iRobot购买了Aeroforce技术的使用权4云鲸采用无滚刷搭配内置清洁钩刀减少缠发困扰同时避免滚刷污染这一产品痛点Aeroforce技术综合能力更强技术迭代有望实现防缠绕和清洁力同时提升从清洁力来看胶毛复合滚刷Aeroforce技术全向浮动胶刷无滚刷从防缠绕来看无滚刷Aeroforce技术全向浮动胶刷胶毛复合滚刷相较之下四项技术中Aeroforce技术的综合能力更为出众我们认为未来技术的迭代有望使得防缠绕问题得到优化的同时实现产品清洁力的同步提升图表11相较于传统复合主刷Aeroforce技术采取双胶刷头设计避免毛发缠绕资料来源科沃斯iRobot京东官方旗舰店方正证券研究所2拖从拖地力度和水箱两方面入手有效提升清洁效果拖地技术入门级扫拖一体机器人仅依靠机身重量来完成拖地由于拖布对地面的作用力有限导致清洁效果不佳针对产品痛点科沃斯和石头分别采用OZMOPRO电动高频擦地系统和智控升降式声波震动擦地模组VibraRise提高清洁力在实现高频次震动频率的同时提供数倍高于普通拖地模组的清洁力更可根据用户对于地毯清洁的设置或在脱困情况下自动升降拖板目前两家龙头企业仍在精进擦地模组设计以达到更优清洁体验未来有望进一步实现拖地功能清洁力的提升13敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表12旋转加压强擦能较大程度清洁顽固污渍资料来源科沃斯官网方正证券研究所水箱技术电控水箱可通过智能微感技术以及软件算法实现智能出水相较普通水箱更加智能与安全目前隔膜泵方案电控水箱已成为扫地机器人产品的必备选项但该方案存在噪音明显使用寿命较短等问题仍有较大提升空间针对方案痛点石头科技于2020年对技术进行升级并取得技术专利采用蜗杆传动医疗级软管的蠕动泵托板采用压簧及导轨结构方便拆装的同时降低噪音并实现了泵体寿命和控制精确度的提升图表13当下的隔膜泵方案电控水箱工作时噪音图表14蠕动泵方案的恒压电控水箱技术未来或明显且使用寿命短取代隔膜泵方案成为主流技术资料来源CSDN方正证券研究所资料来源CSDN方正证券研究所3消杀后疫情时代需求升级引领技术创新银离子除菌有望逐步成为必选银离子除菌技术由科沃斯于2021年率先推出自带银离子除菌技术的扫地机器人原理为通过在清水箱中添加银离子模组让扫地机器人在工作中对源头的水箱地面和抹布同时进行除菌目前这一技术成为扫地机器人的可选选项大部分高端基站机型已搭载我们认为未来伴随着后疫情时代人们对家庭卫生的不断重视对消杀类功能的需求或将不断增加银离子除菌功能或将成为扫地机产品的新标配14敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表15后疫情时代银离子杀菌和自动烘干成为新刚需资料来源科沃斯淘宝官方旗舰店方正证券研究所312续航维度算法研发助力回充续扫功能优化自动上下水有望转型为必选功能必选功能自动回充配合断点续扫算法研发助力功能效果提升回充续扫功能由电量监测显示断点续扫和自动充电这三大模块共同完成当电量监测模块显示扫地机器人电量不足时自动回充模块便会通过接收回充信号对接充电座实现充电并实时记忆位置续扫时自动行走到断点从而保证了清扫作业的完整性和准确性虽然目前回充续扫功能已成为扫地机器人的标配但不同产品的使用体验仍存在较大差距算法优化是提升功能效果的有效途径之一石头科技摒弃传统全局寻桩方式运用快速搜索随机树算法理论结合贝叶斯网络和模拟退火算法实现了寻桩的效率和覆盖率的提升图表16产品通过接收充电座回充信号对接充电座实现自动回充资料来源科沃斯官网方正证券研究所15敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告可选功能自动集尘和自动上下水功能多配备于高端机型自动上下水功能有望转移至必选1自动集尘技术主要分为负压风机技术和多锥气旋分离技术其中相较负压风机技术多锥气旋分离技术能有效避免因小颗粒粉尘堵塞出气口造成吸力下降的问题2自动上下水通过连接清水进水管和污水出水管自动排水进水由于技术具有前装属性需提前预留出上下水位置和水电管道目前这两项技术均多搭载于高端机型尚未实现技术下移但2022年内科沃斯石头追觅等国内领先的扫地机厂商先后推出配备自动上下水功能的产品我们认为自动上下水功能或已成为行业2022年较为确定性发展方向未来有望逐步从可选功能演变为必选功能图表17自动集尘技术拓展续航可能性图表18云鲸J2配备自动上下水技术进一步解放双手资料来源iRobot京东自营旗舰店方正证券研究所资料来源云鲸京东旗舰店方正证券研究所313导航维度双目vLSM方案为未来发展方向AI识别有望转为必备避障技术导航维度主要囊括导航和避障我们认为该维度的未来发展方向有1必选功能随着导航和避障技术的迭代升级vSLAM未来有望替代LDSSLAM成为新的主流方案其中能够兼顾导航和避障的双目vSLAM方案或将成为行业未来发展方向2可选功能伴随AI识别算法有望逐步完善后续其有望代替3D结构光成为新的主流避障技术实现从可选配置到必配技术的转移1导航技术LDSSLAM技术更加成熟为目前扫地机行业主流导航方案导航技术路径主要包括定位建图以及路径规划扫地机器人通过基于激光测距传感器惯性测量单元等传感器的SLAM算法构建出户型地图后再根据户型地图进行定位同时通过AI算法规划出智能高效的清扫路径目前运用在扫地机器人上的SLAM技术主要分为LDSSLAM和vSLAM两种其中LDSSLAM通过计算发射激光到障碍物后反射回接收器的时间以获得位置信息vSLAM则是通过摄像机对周围环境进行图像采集后进行分析计算完成自身位置确定和路径识别后做出导航决策当前LDSSLAM的建图精度更高技术更成熟是目前扫地机行业广泛应用的导航技术方案行业龙头导航方面研发不断加码打造技术护城河石头着力对激光雷达技术进行结构化升级和迭代优化以提高其可靠性和稳定性同16敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告时在技术层面不断强化SLAM算法通过独创的CPU和GPU协同加速SLAM技术使SLAM算法在低性能的嵌入式处理器上亦能实时输出定位和地图信息兼顾性能与成本科沃斯则转向研发TrueMapping全局规划技术并搭载dToF传感器实现更高的建图精度效率和更远的探测距离且实现较强的抗干扰能力图表19导航方式和算法差距均会影响扫地机器人产品的路径规划能力资料来源先看测评方正证券研究所图表20导航技术从随机碰撞到局部规划再到全局规划时期导航10时代导航20时代导航30时代技术随机碰撞导航惯性导航LDSSLAMvSLAMdTOF导航即Direct机器人发射激光用摄像头采集物Time-of-Flight直利用陀螺仪加速度传激光照射到障碍体信息然后用算译为直线测量飞通过不断试错躲避感器测量角加速度和物后反射回接收原理法确定自身位置行时间机器人障碍物线加速度再通过计器通过计算反射信息和进行地图发射红外光通过算获得位置信息时间获得位置信建模反射时间计算障息碍物距离定位精度高探测技术成熟导航精距离远抗干扰能优点成本低成本低定位精度高度较高力强为目前最先进的导航技术定位精度低偏度大对高反射率物体对算法依赖度非谈不上定位更缺点尤其在使用一段时间如镜子落地窗常高光线不足时成本高技术复杂不用说精度后误差会越来越大等定位效果不好定位效果不好代表机型Roomba400系列小米lydsto石头G10s科沃斯地宝N9科沃斯X1Omni资料来源IT之家方正证券研究所17敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告2避障技术3D结构光AI识别成为行业龙头的技术布局重点避障技术于2018年之前大多采用的是红外线障碍感应系统超声波障碍感应系统等基础避障技术实际避障能力有限自2019年起研发热点逐步转向自主智能避障场景识别等方向通过传感器结合AI识别技术实现更优避障效果AI技术是基于海量数据库对物体进行处理分析和理解以识别各种不同模式的目标和对象但由于其极大依靠用户数据积累和机器深度学习来提升算法准确率壁垒较高现阶段仅科沃斯石头等少数中高端品牌商掌握避障算法的自研能力其他企业主要转向专业厂商如乐动机器人等图表21石头G10sPro升级避障技术后能识别出图表22视觉识别融合物理探测可达到更优避障线团鞋子体重秤等27种障碍物效果资料来源先看测评方正证券研究所资料来源科沃斯官网方正证券研究所18敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告图表233D传感器能较大幅度提升扫地机器人的避障性能激光雷达单目RGB双目3D结构光3DToF双目可实现单目通过深度学习识物体识别功能同通过旋转发射和接收别物体然后通时进一步通过主动投射已知编通过测量面光源激光束的方式使用过检测物体的基本原理RGB图像特征点码图案单相机提的反射时间差来三角测距或TOF方式BoundingBox来匹配三角测距间取特征匹配效果确定距离进行测量做测距预估和3D接计算获得深度估计信息中等可达高可达2k分辨高可达2k分辨分辨率低1080720具体与低低于640480率率散斑形状有关与结构光类型有关双线结构光空避障距离远中等中等远间感知能力弱避障距离有限可获得扫射范围内障可获得视觉范围仅对已识别物体可获得面光源覆碍物体深度信息但内障碍物深度信避障且通过假盖范围内障碍物无法识别障碍物种类息同时根据物体设物体在地面较难完成图像识深度信息但无避障效果进行策略性避障室识别结果进行策由图像高低预估别法识别障碍物种内机器人激光线束有略性避障综合避距离精度低类进行策略性避限很多扫描不到的障性能高更为先避障效果有限障障碍物无法避开进算法开发难高中等很高中等中等度散斑结构成本中硬件成本极高低中等等简单的双线结高构光成本低产品应用石头T7plusDeebotT8AIVI石头T7pro石头T7SPlus科沃斯T8系列资料来源IT之家方正证券研究所我们认为能够兼顾导航和避障的双目vSLAM方案有望成为行业发展方向AI算法的优化完善或将帮助其向必选转移双目vSLAM有望凭借功能集成化优势成为行业导航维度的新主流方案iRobot于2022年3月推出旗舰款j7扫地机器人产品采用了双目vSLAM方案可实现兼顾导航识别和避障功能较高的集成化使得方案具备较强的性价比优势我们认为未来随着技术和算法研发的不断推进双目vSLAM方案有望凭借其较高的性价比和综合避障导航能力逐步取代LDSSLAM方案成为扫地行业导航维度新主流技术AI识别算法完善有望帮助避障模块降本实现技术从可选到必备的转移我们认为伴随着AI算法的逐步完善其未来有望不再需要3D结构光的辅助独立实现避障功能由于AI算法避障技术的成本主要集中在前期机器学习等软件方面物料成本较低因此单独使用19敬请关注文后特别声明与免责条款TablePage家用电器-行业深度报告AI算法有望使得避障模块实现零部件降本并为终端降价开拓空间未来该技术方案也或将凭借这一优势受到扫地机厂商青睐进而实现可选技术向必配技术的转移314连接维度增强与智能家居生态连接持续提升扫地机智能化水平交互技术使扫地机从功能机向智能机迈进当下扫地机产品已基本可以通过手机APP操控在虚拟地图上实现设置房间清扫顺序指定清扫区域设置拖地禁区设置禁扫区和自定义清洁等基础交互功能我们认为语音交互跨设备交互以及场景交互有望成为扫地机连接维度的未来发展方向同时对不擅长使用电子设备人群友好的傻瓜式操作也有望成为新的优化方向助力产品购买好感度的提升具体的技术革新点有1必选功能提升多IOT平台接入能力简化操作过程优化用户使用体验2可选功能智能语音助手的进一步完善以及远程OTA升级功能的开发进而实现更深层次的人机交互必选功能方面持续加强IOT平台建设融入智能家居系统优化产品体验目前为便于用户对扫地机器人进行操控大部分扫地机产品已基本可接入至少1-2种IOT平台同时小米石头科技等企业也不断加强自身IOT平台的建设使得平台不仅可为扫地机器人提供接入服务设备管理服务数据传输及大数据分析服务还可服务于公司其他硬件产品同时也为未来接入更多IOT设备甚至第三方IOT设备做好技术储备我们认为随着IOT平台搭建的不断完善扫地机与智能家居生态的连接有望逐步增强其控制和管理或将更简化和便捷用户的使用体验也有望进一步提升为产品的市场推广提供助力可选功能方面语音助手打开交互新思路远程OTA有望搭载至扫地机目前扫地机产品已能实现基础的人机交互语音交互视频通话以及个性化定制成为新的可选功能未来已有功能的优化升级和新功能的出现有望帮助扫地机产品实现更深层次的交互1智能语音助手由科沃斯研发的YIKO智能语音助手的推出标志着智能AI被首次搭载至扫地机产品中为行业人机交互方面提供了新思路目前的智能AI仍限于简单的清洁指令我们认为随着算法的不断研发和迭代未来扫地机语音助手有望在目前支持简单清洁指令的基础上增加日常通话手势操控等功能提升扫地机产品的人机交互水平2远程OTA升级由于扫地机器人的性能很大程度也由软件算法决定因此我们认为其或可类比特斯拉用软件定义汽车通过OTA远程升级功能设置深度学习模型训练等方式不断改善扫地机产品的使用体验20敬请关注文后特别声明与免责条款