扫地机器人专业测试策略（2025 版）
——面向全屋清洁、宠物家庭、商用&母婴场景的全生命周期验证方案
作者：XX 实验室 扫地机器人测试专家团

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一、测试总纲
1.1 目标
• 证明机器在“全屋-复杂-动态”环境下，清洁力、覆盖率、续航、安全、合规、用户体验全部达标；可重复、可量化、可追溯。
• 量化出口：清洁率≥95%、覆盖率≥98%、MTBF≥1000 h、宠物毛发缠绕率≤3%、声功率≤65 dB(A)、NPS≥55。

1.2 测试理念
“实验室标准台 + 数字孪生仿真 + 120 套客户实景 + 数据闭环”双 V 模型：
仿真层（Nav-SIL）→ 硬件台架（HIL/TIL）→ 标准实验室（IEC 62929 基准房）→ 客户实景 Beta → 云端 OTA 回灌，持续迭代。

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二、测试层次与对应方法论

表格

层级	被测对象	工具链/设施	通过准则（举例）
① MIL/SIL	SLAM、路径规划、AI 识别	Webots、Gazebo、ROS 2	1000 次蒙特卡洛，漏扫面积<1%
② PIL	同一二进制在 MCU (ARM M7)	周期精确、堆栈监测	MC/DC≥80%，堆栈<70%
③ TIL (Table In Loop)	真主板+仿真轮组/传感器	dSPACE+触觉地毯+光电风机	地毯识别延迟<200 ms
④ 标准房	整机 IEC 62929 20 m²	3D 打印标准家具、粉尘发	清洁率≥95%，重复误差<2%
⑤ 环境房	高低温、湿度、光照	步入式-20~60 ℃，98% RH	续航衰减<10%，无凝露报错
⑥ 客户实景	120 户真实家庭/商用	摄像头+激光扫描+日志回传	场景覆盖率 100%，缺陷关闭率 100%

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三、硬件测试专项

3.1 传感器与导航
• LDS 精度：在 NIST 可追溯 5×5 m 网格，重复误差<±10 mm (2σ)。
• dToF 沿墙：0-50 mm 可重复，盲区<15 mm。
• 悬崖传感：台阶 100 mm，0 速跌落 0 次；黑白地毯不误触发。
• 跌落冲击：6 面 1 m 跌落瓷砖，复机无校准。

3.2 清洁系统
• 风机曲线：风洞测得静压 2.2 kPa@10 kPa，10 g 测试粉尘吸入率≥99%。
• 滚刷防缠绕：200 g 缅因猫毛 30 min，缠绕质量<0.3 g（电子秤 0.01 g）。
• 拖地模块：下压力 6 N±0.5 N，往复 30 次，地面水膜均匀度 CV<15%。
• 抹布自清洁：基站搓洗 3 循环，残留污渍色度 ΔE<2。

3.3 动力&续航
• 轮组：500 m 连续 20 mm 高门槛，轮胎磨损<0.1 g。
• 电池 5200 mAh：1 C/2 C/3 C 脉冲，压降<5%；800 次循环容量保持≥80%。
• 噪声：半消声室，A 计权声功率≤65 dB(A)（标准地毯模式）。

3.4 可靠性&环境
• 温湿：-20 ℃ 启动 100 次无卡死；60 ℃ 连续跑 4 h 无热降频。
• 粉尘：IEC 60529 IP5X 8 h，内部积尘<0.1 g。
• 盐雾：5% NaCl，48 h，金属件无红锈。
• 振动：MIL-STD-810H 514.8 4.2 g RMS，2 h/轴，焊点无裂纹。

3.5 安全&合规
• 安规：IEC 60335-2-2/GB 4706.7 泄漏电流<0.25 mA；耐压 3000 V 1 min。
• EMC：CISPR 14-1 辐射<40 dBµV/m；ESD ±15 kV 不死机。
• 激光：Class 1，EN 60825-1 认证，无眼损伤风险。

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四、软件测试专项

4.1 SLAM & 路径规划
• 重定位：任意搬动 2 m+旋转 90°，<30 s 完成重定位，误差<5 cm。
• 回环检测：对称走廊 20 m，假阳性<1%。
• 动态避障：突然伸脚 0.3 s 内刹车，碰撞力<5 N（力台实测）。

4.2 AI 识别
• 数据集 120 万张：宠物粪便/电线/地毯/拖鞋，mAP>92%。
• 对抗测试：深色电线+低照度 5 lux，误吸率 0%。
• OTA 模型差分升级：包大小<6 MB，断点续传成功率 100%。

4.3 功能逻辑
• 房间分割：80 m² 大平层，自动分房准确率 98%；用户手动合并/拆分立即生效。
• 断点续扫：电量 15% 回充，满电回到中断坐标误差<2 cm，未扫面积<0.5%。
• 预约/勿扰：App 定时±1 min 启动；勿扰时段静音<45 dB(A)。

4.4 安全&异常
• 悬崖丢失：单传感器失效 0.2 s 内停机并报警。
• 滚刷过载：电流>1.8 A 持续 1 s 自动反转 3 次，仍堵则停机推送 App。
• 数据加密：AES-256-GCM，日志 SHA-256 哈希+签名，防篡改。

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五、客户场景测试（120 户 β→γ 计划）

5.1 场景分层抽样
① 户型：一居 15%、两居 35%、三居 30%、复式/别墅 20%。
② 地面：瓷砖 40%、木地板 30%、短绒地毯 20%、长绒地毯 10%。
③ 宠物：猫 25%、狗 20%、多宠 10%、无宠 45%。
④ 特殊：母婴 15%、商用 5%（咖啡厅、诊所）。

5.2 关键用例
• 宠物毛发日清：每日 200 g 脱落，连续 7 天，缠绕率≤3%，手动清理次数≤1。
• 地毯自动增压：识别到地毯 0.2 s 内风机增压≥1.5 kPa，退出后恢复。
• 黑暗纯夜：照度<1 lux，沿墙误差<10 mm，不碰撞家具。
• 儿童玩具：散放 50 辆 2×2 cm 积木，吸入 0 件。
• 商用 200 ㎡：开放区域覆盖率 98%，回充成功率 100%，顾客零打扰投诉。

5.3 用户体验
• 噪声主观：夜间模式≤45 dB(A)，母婴家庭可接受度>90%。
• 尘袋提醒：满袋 2.5 L 检测±0.1 L，App 推送准确率 100%。
• 学习周期：首次建图≤10 min，后续分房<1 min。

5.4 数据闭环
• 现场日志+摄像头云端拼接，自动标注漏扫/碰撞/缠绕 → 次日 OTA 热补丁。
• Top-10 问题关闭率 100%，NPS≥55 方可 GA。

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六、测试工具链
• 仿真：Webots 2023b、ROS 2 Humble、Gazebo Ignition，GPU 加速 1000 房/天。
• 标准房：3D 打印 IKEA 1:2 家具，可重构 20/40/80 m²，粉尘发 EUR-L 型 37 g±5%。
• 测量：
– Vicon V5 0.1 mm 基准轨迹，比对真值计算覆盖率。
– 尘埃粒子计数器 0.3 µm，量化漏扫颗粒。
– 六维力台 ATI Mini58，碰撞力<5 N。
• 环境：步入式-40~85 ℃，20 °C/min；盐雾、砂尘、UV 一体化。
• 电池：Arbin 5V30A 0.02% 精度，循环寿命自动记录。

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七、通过/退出准则（量化）

1. 清洁率：IEC 62929 基准房≥95%，宠物毛发拾取率≥97%。

2. 覆盖率：激光+视觉融合≥98%，摄像头重定位盲区<0.5 m²。

3. 可靠：MTBF≥1000 h，小批 200 台 30 天现场，Ⅰ类故障（无法回充/死机）=0。

4. 安全：跌落 0 次；吸入异物导致电机烧 0 次；激光 Class 1 合规。

5. 合规：GB 4706.7、IEC 60335-2-2、RoHS、REACH、CE/EMC 证书齐备。

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八、里程碑与交付
• T0 需求冻结 → T+2M 完成 TIL & 标准房 → T+4M 环境/可靠性 → T+6M 客户 β（120 户） → T+9M GA。
• 每阶段：测试计划 → 报告 → 缺陷 & FMEA → 设计变更 → 回归测试记录全部归档。

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九、持续改进
• 数字孪生：每日回灌 10 TB 现场轨迹，自动训练 SLAM，回环检测假阳性年降 30%。
• 可靠性增长：每 10 万清洁小时做一次 RGA，目标 MTBF 年增 20%。