扫地机器人 · 从零到整机系统设计 · 课程目录

📚 从零到整机 · 软硬件全覆盖 ⭐ 友好色系 🎨

01

扫地机器人概述

行业发展史市场现状主流产品架构课程规划

02

系统需求分析

功能需求性能指标成本约束开发周期

03

核心传感器选型

激光雷达(LDS)陀螺仪IMU碰撞传感器悬崖传感器里程计

04

主控芯片选型

MCU vs MPUARM Cortex-M/R/A国产芯片对比

05

电机驱动系统

直流有刷电机无刷电机编码器PID速度闭环

06

电源管理系统

电池选型(锂电/镍氢)充电管理BQ升降压电路功耗估算

07

运动底盘设计

两轮差速模型万向轮布局底盘机械结构悬挂系统

08

清扫机构设计

主刷/边刷/滚刷吸尘风机选型尘盒气路设计过滤系统

09

传感器数据采集

I2C/SPI/UART传感器驱动卡尔曼/互补滤波

10

SLAM建图算法

Gmapping/Cartographer栅格地图闭环检测

11

定位与姿态估计

里程计融合IMU扩展卡尔曼EKF粒子滤波

12

路径规划算法

全覆盖(弓形/螺旋)A*全局路径DWA局部避障

13

运动控制实现

PID参数整定S曲线速度平滑差速模型解算电机指令

14

避障与脱困策略

碰撞响应悬崖检测卡困检测越障逻辑回充引导

15

人机交互系统

按键/LED/蜂鸣器OLED/LCD显示语音提示APP通信协议

16

Wi-Fi/BLE通信

ESP32/ESP8266MQTT协议手机APP控制OTA升级

17

RTOS实时操作系统

FreeRTOS任务调度消息队列信号量任务优先级

18

软件架构设计

分层架构(驱动/算法/应用)状态机设计模块解耦

19

嵌入式Linux系统

交叉编译环境设备树驱动开发文件系统构建

20

ROS机器人操作系统

ROS节点通信TF坐标变换rviz可视化仿真测试

21

硬件电路设计

原理图绘制PCB布局布线信号完整性EMC设计

22

3D建模(SolidWorks)注塑工艺防水防尘装配公差

23

样机调试流程

硬件上电检查传感器标定电机调试联调测试

24

性能测试标准

清扫覆盖率吸尘效率噪音测试续航测试跌落测试

25

可靠性测试

高低温测试振动测试盐雾测试寿命测试EMC认证

26

生产制造工艺

SMT贴片注塑成型整机组装出厂检验

27

成本控制与BOM

元器件降本PCB拼板模具分摊供应链管理

28

CCC/CE/FCCRoHS/REACH锂电池UN38.3

29

智能家居生态

米家/鸿蒙/天猫精灵语音控制场景联动

30

项目总结与展望

3D视觉/AI避障产品迭代方向创业建议