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来源：《数码设计》2019年第07期

        摘要： 随着社会的不断进步及高科技的飞速发展，越来越多的服务型机器人走进了人们的日常生活，给人们的生活带来了极大的便利，提高了人们的生活水平。在这样一个高速发展的时代，扫地机器人诞生了。扫地机器人通过路径规划即建立直角坐标系来确定清扫物的位置，并通过红外线传感器与摄像头来感知整个房间的布局和结构，并通过转轮来运动到相应位置进行清扫工作。当遇到障碍物时，可提前感知，有效进行算法衡量来确定一种最省时省力、最恰当的方式来度过。

        关键词： 扫地机器人;算法;路径规划

        中图分类号： TP242;;; 文献标识码： A;;; 文章编号： 1672-9129（2019）07-0096-01

        Abstract： ;with the continuous progress of society and the rapid development of high technology， more and more service robots into People's Daily life， to bring great convenience to people's life， improve people's living standards. In such an era of rapid development， sweeping robot was born. The sweeping robot determines the position of the sweeper through path planning， namely the establishment of rectangular coordinate system， and perceiving the layout and structure of the whole room through infrared sensors and cameras， and moving to the corresponding position through the wheel for cleaning. When encountering obstacles， it can sense in advance and carry out effective algorithm measurement to determine the most time-saving， labor-saving and most appropriate way to spend.

        Key words： ;sweeping robot; The algorithm; Path planning

        扫地机器人是智能家用电器的一种，凭借人工智能的科技，在房间内自动地完成清理工作。一般采用刷扫和真空方式来完成，通过将地面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒，来完成地面清理的工作。扫地机器人可应用于医院、酒店、办公场所等大型场所。扫地机器人的出现输出既大大减少了劳动力，又提高了工作效率，保证了环境的整洁，因而广受社会各层人士的关注。

        1 扫地机器人工作原理

        首先要进行环境识别：房间大小的整体记录与扫描、地面垃圾的识别。

        房间大小的整体记录与扫描：通过其中的摄像头、算法，扫地机器人的微电脑中会形成房间的定置图：房间的大小，房间的家具的摆放位置;房间中哪些地方是不能去打扫的等等这一系列的空间扫描结果，都会存储在扫地机的微电脑里，然后通过天花板卫星定位系统，来确定当前的位置，通过算法制定相应的工作计划。

        地面垃圾的识别：通过红外感应，识别地板上垃圾的种类，然后通过算法决定是用吸还是用扫或是用擦的方式进行清理。接着制定清洁方式，扫地机器人内置很多种清洁方式，例如直线型，沿边打扫型，螺旋形，交叉打扫，重点打扫等，通过微电脑来。一般来说，微电脑会根据感应到的垃决定使用哪种清洁方式。根据垃圾种类、数量等来决定需要的清洁方式。

        2 扫地机器人发展历程

        1997年第一代扫地机器人诞生于瑞典伊莱克斯三叶虫专业家电制造商，三叶草采用位于机器后部的单滚刷及无边刷设计，拥有无电自动回充防跌落的功能。由于它的反应速度、运算速度以及机器行进速度都比较慢，导致清扫的效率低下。同时它的设计厚度不合理，造成它无法深入很多家具底部进行清扫，实用性较差。而其高昂的价格更是让绝大多数消费者望而却步，所以该款产品的关注程度较低。

        到了2002年，美国科技公司iRobot推出了Roomba扫地机器人。但由于工作噪音过大，工作技能不够完备，无法进行有效的算法来避免障碍物遭到使用者的控诉。考虑到随机式机型遗漏问题严重，iRobot又推出了灯塔的辅助定位扫地机。灯塔发出信号被扫地机接收，从而判断出自己和灯塔之间的距离，在很大程度上改善了之前无法准确进行清扫工作的情况。但是灯塔的摆放有着极高的要求，很多时候覆盖率的高低完全取决于摆放者的水平，因此覆盖整个房间需要三个灯塔，而三个灯塔的造价十分高昂并不适用于日常生活。

        随后的几年，不少科技公司开始研究规划式扫地机器人，最初的想法是让扫地机可以看到房间的情况，从而减少清扫遗漏。它的核心技术是摄像头定位，用摄像头扫描周围的环境，结合红外传感器，每秒拍摄30张图片来生成地面固定面积十米墙面图，然后利用数算和几何三角法测绘出房间的地图，以此来进行导航，前面的路上会根据前后摄像中各个坐标位置的变化来判断当前的移动路线，对其所构造的环境模型进行更新和调整。

        到了2010年逻辑的创始人贾科莫马里尼，在美国加州硅谷推出了一款使用激光雷达测距的扫地机器人，他的机身装备了一个激光发射器。在工作的时候，发射器发射激光，遇到障碍物之后，激光会反射反射，光会被接收器接收到，通过计算发射器和接收的时间差。利用光速恒定的原理以及一系列的算法，能够算出障碍物与机器之间的距离，生成3d地图。能够有效的进入清扫区域和未清扫区域。

        3 扫地机器人核心技术

        （1）红外线传感器与超声波仿生技术。红外线传感器的传输距离远，超声波仿生技术采用声波来判断物品方位且灵敏度高，两者相结合，组成了物品识别系统。

        （2）电机的运动系统——轮式系统。左右轮为主动轮，由可调速的电机控制，前面的转向轮为从动轮，便于运转。采用直流发电机，具有良好的线性调速特性、简单的控制性能。

        4 改进措施

        （1）由于红外线传感器对环境要求高，无法感知深色或浅色的物品，易与物品发生碰撞，久而久之会造成物品不同程度的磨损破坏。因此，扫地机器人的外观应在能够保证电动机承载力的基础上采用记忆海绵等柔软的材質来防止物品间的磨损。

        （2）充电电池多采用环保电池，如利用太阳能来发电，并能够长时间续航。从而减少多次充电对电池的损耗 ，在电池彻底废弃后可以被自然所快速降解。减少对大气环境的污染。

        5 如何应用好扫地机器人

        虽然扫地机器人更好地帮助人们进行清扫工作，但不能绝对对扫地机器人而产生依赖感，使自己渐渐丧失做家务的能力。在工作日是可以利用扫地机器人来保持环境整洁，但在节假日时，我们应自己进行家务活动来确保不会丧失这一基本生存能力和乐趣。自己要努力成为机器人的控制者，而不会在这优胜劣汰的社会中被淘汰，保证自己有一技之长来在社会中立足。

        参考文献：

        [1]扫地机器人发展史介绍（http：//www.sohu.com/a/202850950_200939）

        [2]扫地机器人百度百科（https：//baike.so.com/doc/54452-5683653.html）下载本文