扫地机器人作为家庭服务型机器人的年轻成员,不仅能为人类的智能化生活提供便利,并且具有广泛的应用前景。然而,目前一些智能扫地机器人存在功能单一、清扫效率低、适应能力差、返回充电座的路径规划不完善等缺陷。因此,服务型智能扫地机器人的关键技术研究显得极为重要。本课题最先介绍了服务型智能扫地机器人相关技术的研究背景及国内外发展历程,阐述了本课题的研究意义。其次介绍了扫地机器人的硬件系统设计思路,经过对各器件的原理及技术参数的选型,完成了控制系统的整体架构,主要以STM32F103ZET6为主控芯片,外围连接红外传感器、超声波传感器、MPU6050六轴传感器等器件。再次介绍了扫地机器人的软件整体架构,主要是各传感器的数据读取,为其编写驱动程序,其中MPU6050六轴传感器使用四元数姿态解算算法进行计算。根据各传感器采取的环境信息,清扫路径规划根据不同的工作环境采取不同的算法(规划式弓字形行走覆盖算法)。同时,利用增量式PID控制算法控制电机的运转进而使扫地机器人稳定运行。课题引入APP无线传输实现对扫地机器人的远程操控。然后分析现有的智能算法,本课题结合蚁群优化算法,对基本的蚁群算法进行分析与改良。同时对环境空间进行栅格模型建模,再与改进的蚁群算法相结合,实现扫地机器人返回充电座的路径规划。最后介绍了扫地机器人远距搜索充电座及红外对接。通过软件仿真实验,在两种工作环境中对改进蚁群算法在扫地机器人返回充电座路径规划技术进行测试,与传统的算法相比,测试效果明显,缩短了得出最优路径的时间,避免陷入局部最优。