王星宇　孙京诰

摘  要：随着智能化的时代到来，清洁类移动机器人逐渐代替了传统的人工清洁工作，通过功能模块化的设计，搭载智能化软件算法控制水箱及水泵实现自动洗拖布，引入LDS激光导航实现快速定位建图，建立TOF感知模型实现无接触式的避障和回充，从而设计出具有吸尘、拖地、烘干等多种清洁功能的机器人，解决了市面上大多数移动机器人功能单一、清扫效率低下等问题。

关键词：LDS;TOF;扫拖烘;自清洁;扫地机器人

中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）17-0155-04

Abstract： With the advent of the intelligent era， cleaning mobile robots gradually replace the traditional manual cleaning work. Through functional modular design， intelligent software algorithm is equipped to control the water tank and water pump to realize automatic mop washing， LDS laser navigation is introduced to realize rapid positioning and mapping， TOF perception model is established to realize contactless obstacle avoidance and recharge， Thus， a robot with multiple cleaning functions such as dust collection， mopping and drying is designed， which solves the problems of single function and low cleaning efficiency of most mobile robots in the market.

Keywords： LDS; TOF; sweeping+dragging+drying; self cleaning; sweeping robot

0  引  言

智能清洁类机器人可以实现智能化的室内清扫，结合了机械运动学、电子技术、路径规划、传感器技术等多学科[1]，受到了国内外厂商和研究人员的关注。扫地机器人是一种智能化的吸尘器，它能够在未知的环境中，利用多种传感器技术对周边的环境进行感知，并结合路径规划等运动算法，最终实现家居的高效清洁。市面上大多数扫地机的清扫效率低，此款机器人采用大吸力风机实现高速吸尘，双水箱基站集成多种清洁功能，大大提高了清洁的效率。路径规划作为移动机器人的关键性技术，是国内外的研究重点，因而采用了LDS（Laser Direct Structuring）进行定位导航，同时建立TOF（Time of flight）感知模型，实现有效避障。

1  硬件设计系统

扫地机硬件系统设计主要包括主机和清洁坞两大部分，主机负责清洁地面，清洁坞负责给主机清洗拖布及供电。

1.1  主机硬件系统设计

图1为主机硬件系统的电路框图，主机MCU控制单元……