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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

服务机器人是未来机器人发展的重要方向，其未来的应用也将越来越广泛。扫地机器人属于服务机器人的一种，能够自主地进行地面清扫工作，同时躲避环境中的障碍物。清扫工作属于重复性高、耗时的工作，虽然目前已经有很多品种的吸尘器可以使人们摆脱传统的清扫工具，但是仍然不能从清扫工作之中解脱出去，并且这些吸尘器还有很大的局限性。清扫机器人的出现解决了这个问题，能够在家庭、图书馆、展览馆等室内环境中进行清扫工作，能够彻底地将人们从清扫工作中解脱出去。清扫机器人的出现能够很大程度地提高工作效率，降低劳动成本，因此具有很重要的意义。清扫机器人有十分广阔的市场前景，清扫机器人将传统的吸尘器与智能技术结合起来，并在尺寸、结构上做了一些优化，引入一些辅助的机构，使其清扫效果更好，清扫效率更高。

国内外研究现状

国内从事清扫机器人领域的研究开展的较晚，大多是一些院校或科研院所进行一些理论上的研究，制造一些原理样机。国内在机器人定位、控制、避障等方面取得了一定的成绩，为清扫机器人的发展奠定了一定的基础。我国第一台能够自主地进行地面清扫工作的机器人是由浙江大学的朱世强教授及其团队研制成功的[13，10 分钟的时间便可以使覆盖率达到90%以上。美国Roomba机器人是目前为止最为成功的一款清扫机器人产品。具有很高的自主能力，能够自主躲避环境中的障碍物，并且机器人还有4个红外探头能够防止机器人跌落楼梯。

目前的清扫机器人产品存在一定的问题。智能化程度高的产品，采用高端的传感器，价格都相当昂贵，市场普及有一定的难度，而中低端的产品多采用随机覆盖的清扫策略，智能化程度不高，不能够自动充电，清扫效率低，清扫效果不理想。

2. 研究的基本内容

对于环境模型采用栅格法建模。

研究对于栅格法下的全覆盖算法。

分析其效率和需要改进之处。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

将扫地机在房间内扫垃圾的路径策略问题抽象为格栅模型。在不预知障碍物位置和数量的情况下，使用无障碍区域算法规划扫地机器人清扫路线。扫地机器人已清扫的面积在代码中更新为障碍物，当扫地机器人遇到死区（前进方向及前进方向左右均为障碍物或者已清扫的格栅）时，程序检查当前地图中最近未清扫格栅。根据A*算法给出最优路径，使将机器人运行到最近的未清扫点重新开始上述内螺旋算法，直到清扫完整个给定

区域。

预计清扫效果可以达到90%以上，同时时间效率也较高。

4. 参考文献

【1】. 胡跃明，丁维中，吴析生，吸尘机器人的研究现状与发展，计算机测量与控制2002.

【2】马兆青，基于栅格方法的移动机器人实时导航和避障，机器人 ，1996，18 (6)：3 44-348.