扫地机器人-开题报告

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1、CHANGCHUNINSTITUTEOFTECHNOLOGY开题报告设计题目：基于单片机的扫地机器人设计学生姓名：王鼎暄学院名称：电气与信息工程学院专业名称：自动化班级名称：1142学号：1104421232指导教师：杜波教师职称:副教授学历：硕士研究生2015年3月21日开题报告一、选题依据1.设计目的及意义自动扫地机，是一种智能扫地、吸尘工具，是一种配备了微电脑系统的电动保洁设备，它能能够按照人们的设置清洁房间的某一特定部分或全部。清洁机器人最早出现于美国，随后发展的欧美，风靡港澳台，90年代中期进入大陆。国内自动扫地机主

2、要几种品牌：iRobot(美国)、凯驰(德国)、QQ(台湾)、三叶虫(瑞典)、保时洁(国产)、美嘉乐(国产)、微朗(国产)等。 人类的一只脚已经迈入了机器人时代的大门，中国10年内机器人将融入市民日常生活，机器人将和汽车一样成为生活必需用具。这些机器人从用途上看，有用于教育类的机器人，有用于服务类的机器人，有用于制造类的机器人，等等。其中自动扫地机就属于服务类的机器人。机器人的发展就像上世纪80年代的个人电脑、上世纪90年代中期的手机一样，正处于产业真正起飞的前夕，巨大的市场前景已经展现。资料显示，2003年至2007年间，全

3、球机器人以每年40%左右的速度增长。据统计，到2009年年底，全球投入使用的服务机器人已达到450万台。 自动扫地机优于普通吸尘器的地方主要体现在：省时、省力，整个清洁过程不需要人控制，减轻您操作负担；还比一般吸尘器的噪音小，清洁房间的过程免受噪音之苦；还可以净化空气，内置活性炭、吸附空气中有害物质，粉尘净化率高达96％，清扫效率接近100％；轻便小巧：轻松打扫普通吸尘器清理不到的死角。总之，自动扫地机，具有操作简单，使用方便、智能、安全、清洁效果显著的特点。 2.设计拟解决的工程实际问题本次设计的扫地机器人有如下技术指标：（

4、1）能够实现灰尘识别；（2）实现多种清扫模式；（3）具有防跌落、防撞、自动返回充电等功能；（4）能够进行电量低、尘盒满等信息提示；（5）实现无线遥控功能。开题报告3.设计拟应用的现场资料综述在本设计中，扫地机的路径大体分为两类： ①面覆盖的过程，机器人走直线，相当于一个”迂回推进”的过程；②从当前点到目标点的寻径过程，从定位的准确性考虑，路径段也为直线。开始的时候机器人选择房间的一个角落（2座墙壁的交接点，便于机器人定位）作为初始点，坐标为（0，0），即机器人上的p点坐标为（0，0）（本文中的坐标都是指p点坐标），沿一侧墙的方

5、向建立X轴，第一次清扫沿X 轴的方向，完成后，返回原点，沿Y轴方向进行第二次清扫。这样既保证了清洁质量，又在很大程度上避免了1次清扫所带来的死角问题。而且由于2个方向的互补性，并不需要为了遍历的完整性而采用更为烦杂的路径，通过2次数据融合就可以得到较为精确的环境信息机器人的路径为迂回前进的路径段，每个路径段的间隔为机器人清洁机构的清扫直径，碰到障碍物后，机器人的转向90°并且侧移20cm，在转向90°，这个动作由控制系统做好保存，直接调用，记为micro1。（在前进过程中，发生碰撞时，机器人的转向所采取的方向，取值可以为”左”

6、或者”右”，由碰撞次数的奇偶性决定。开题报告4.设计拟应用的文献综述根据设计内容，拟引用如下参考资料完成本次设计。《智能家庭扫地机器人设计原理研究与分析》对家庭型智能扫地机器人的工作原理进行研究与分析,在实践中发现该机器人在工作过程中出现清扫区域划分不全、对不规则物体无法完全规避和大颗粒物质无法吸入扫除等问题,针对以上问题应用AT89C51单片机、新型软碰撞板和大口径吸尘口等设计来解决,经市场调研证明了这几种解决方法的可行性。《智能扫地机器人技术的研究与实现》该文自主研发了一套智能扫地机器人模型机，并研究了智能扫地机器人的定位

7、导航技术，提出了一套基于传感器探测生成栅格地图的智能扫地机器人全覆盖路径规划算法。经过研究现有智能扫地机器人的技术指标和功能特点，本文选择了航迹推测定位方法、栅格地图的地图建立方法和单元区域分割的路径规划方法。硬件上以STM32F103Z为微控制器，处理传感器系统提供的各类环境信息，根据既定算法驱动机器人按照规定的路径移动。软件上以传感器、电机的底层驱动为基础，以运算和数据处理为核心，以全覆盖路径生成为应用，完成智能扫地机器人既定功能。本文秉承易于操作、控制成本、提升效率三个出发点，着眼原理分析、硬件设计、软件设计三个角度，沿

8、着理论可行、功能实现、算法优化的顺序，就智能扫地机器人相关的传感器技术、室内定位技术、路径规划算法逐一进行了展开、描述和讨论。《家庭清扫机器人的电源自动对接系统》 家庭清扫机器人的自动充电功能是家庭清扫机器人系统的一个重要方面。由于机器人清扫过程中的电量需求比较大,一次充电几