随着社会的发展，技术的进步，家庭服务机器人逐渐走进人们的家庭，慢慢显示出其强大的作用。对于家庭服务机器人来说，机器人在未知环境下定位和建图的能力以及情感识别和表达的能力是实现其智能化最重要的两个能力。这两个能力也是许多学者致力于研究的热点。通常，当家政机器人进入一个陌生环境下，首先要熟悉环境，这就涉及到机器人的定位和建图能力。然后，家政服务机器人要实现它的服务能力，这就涉及到情感交流，通过人类的生理体征、语音和表情等获取到情感等信息，执行命令，例如：利用建好的地图在室内行走完成任务，进而为人类服务。所以对于家庭服务机器人来说，定位和建图以及情感识别和表达能力相互联系，相辅相成。本课题研究的重点是使家庭服务机器人模拟人类到达一个新环境时的情境，人类到达一个新环境，对周围环境充满惊奇，首先会熟悉环境，在熟悉环境的过程中，如果遇到死胡同，人类会表现出厌恶的表情，当逐渐熟悉所在的环境时，人类的高兴值逐渐增大，惊奇的感觉逐步减小，在这个过程中，人类也会对其所在的环境的布局有大致了解。本课题就围绕上述思想开展，在机器人建图的过程中加入了情感表达，增加了建图的友好性，为今后开展更加丰富多彩的机器人应用奠定基础。首先对在未知环境中家庭服务机器人自动建图进行研究，本文提出了一种自动建图的算法，提出了一种确定未知区域的方法，并提出了防干扰策略，最后借用人工势场法的思想进行路径规划，相继扫描已确定的未知区域，从而达到创建封闭未知环境的完整地图的目的。本文的研究是在实验室已有成果改进的RBPF粒子滤波SLAM的研究的基础上。通过仿真实验，机器人可以智能创建完整真实的地图。然后对家庭服务机器人情感表达进行研究，本文通过改进现有的模拟退火算法的评价函数得到更加有效且真实的表情，克服只能表现单一情感的缺陷，实现复杂情感的表达。通过对若干图片和照片的考察，使用专业绘图软件绘制脸部每个部分表情，增加真实性和趣味性。此模块具有普遍性，它可以作为一个接口应用于不同的机器人在不同的情境下对复杂表情的表达。