扫地机器人~开题报告.doc

【扫地机器人设计】 基于单片机的扫地机器人设计是现代智能家居领域的一个重要课题。该设计旨在利用微电脑系统实现智能清洁功能，减轻人类的家务负担，提高生活品质。设计者王鼎暄，来自长春理工大学电气与信息工程学院自动化专业，计划在杜波副教授的指导下完成这一硕士研究生级别的项目。 自动扫地机器人作为一种服务类机器人，其市场潜力巨大，尤其在全球范围内呈现出快速增长的态势。这种设备与传统的吸尘器相比，具备诸多优势，如省时省力的自动清扫、低噪音操作、高效清洁和小巧便捷的设计，能深入清洁难以触及的角落。此外，它们还能净化空气，吸附有害物质，提供更健康的生活环境。 设计的目标包括实现灰尘识别、多种清扫模式、防跌落、防撞、自动返回充电以及无线遥控功能。在路径规划方面，扫地机器人通常采取“面覆盖”和“寻径”两种策略。初始点选择在房间的角落，沿墙壁建立坐标轴，确保全面清扫且避免遗漏。遇到障碍物时，机器人会执行预设的转向和侧移动作，以适应复杂的室内环境。 在技术实现上，设计可能涉及到的硬件包括单片机（如AT89C51或STM32F103Z）、传感器系统（用于环境探测和避障）、以及大口径吸尘口等。软件部分则包括底层驱动、数据处理和路径规划算法的开发。文献《智能家庭扫地机器人设计原理研究与分析》和《智能扫地机器人技术的研究与实现》提供了关于单片机控制、传感器应用和路径规划的理论基础和技术实现思路。 综合文献资料，设计者可能需要考虑以下几个关键点： 1. **传感器技术**：用于环境感知，包括障碍物检测、尘土识别等。 2. **定位导航**：采用航迹推测定位方法，生成栅格地图，实现机器人在室内的自主定位。 3. **路径规划**：采用单元区域分割的路径规划算法，确保全面覆盖清扫。 4. **避障与防跌落**：设计有效的避障策略，如软碰撞板，以及防止机器人从楼梯或其他边缘跌落的机制。 5. **无线遥控**：通过无线通信技术，如蓝牙或Wi-Fi，实现远程控制机器人。 6. **能量管理**：监控电池电量，实现低电量时自动返回充电站充电。 智能扫地机器人的研发不仅需要深厚的电子技术和软件编程基础，还需要对用户体验有深入的理解，以创造出更加人性化、高效能的产品。随着技术的发展，这类服务机器人将在未来更加普及，成为日常生活不可或缺的一部分。