基于激光传感器的轮式移动机器人定位导航技术研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1. 研究目的及意义

移动机器人(mobile robot)被定义为一种在复杂环境下工作的、具有自治(autonomous)能力的智能机器人。如何实现移动机器人在所处运行环境中自主准确的定位导航,是移动机器人技术的关键问题之一。移动机器人的自主导航能力定义为:首先在所处参考坐标系下确定自身位姿,然后针对处于同一参考系下的目标位置规划出相应的移动路径。随着机器人技术的发展和应用领域的扩展,移动机器人的工作环境类型不断扩充,对移动机器人的自主能力水平提出了更高要求。针对各类无 gps 或离线地图信息的未知环境,移动机器人需要具备以自身初始位置建立局部参考系并实现对环境的探索等任务的能力,由此提出的同时定位与建图技术(simultaneous localizationand mapping, slam)成为移动机器人研究领域的热门之一。

移动机器人不同于传统的工业机器人,它并不局限于固定的位置或固定的任务路径,而是能够通过对自身、环境以及目标的感知定义当前任务,并自主决策规划完成任务的路径和行为,因此移动机器人必须具备对所处环境更为准确的感知和表达能力以及完成更为复杂任务的能力。移动机器人是一种集环境感知、动态决策和规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统,其基本任务可以概括为:通过对复杂环境进行感知和分析,在前后一致的参考坐标系下获取自身当前位姿,对目标位置进行搜索和定义,决策和规划自身到目标的可行路径,最终实现向目标位置的快速安全的移动[1]。移动机器人技术中涉及到了传感器技术、计算机技术、机械工程、电子工程、自动化控制工程以及人工智能等众多领域研究成果,是目前科学技术领域的主要焦点之一。随着科学技术的日益进步和社会经济的不断发展,移动机器人的工作环境和任务需求也在不断发生着变化,其应用领域涵盖了工业、农业、医疗、服务、娱乐等各类日常行业,并且在排雷、搜捕、救援、打击等国防军事及非军事任务中也得到广泛的应用。特别是在高辐射区域、各类空间领域以及其他危险场合下,移动机器人能够代替人类从事相关工作,大幅度降低工作的危险性和人力成本。因此,移动机器人技术长期得到了世界各国和各大高新技术企业、研究所的普遍关注,世界上几乎所有的主要大学中均会存在一个乃至多个实验室专注于对移动机器人的研究。

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2. 研究的基本内容与方案

1. 设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案

3.1基本内容和目标

论文所要进行的研究的基本内容主要包括以下四个方面。

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3. 研究计划与安排

时间

周数

内容

要求

2019年2月18日-3月01日

2

文献阅读、开题报告

外文文献至少5篇,参考文献至少15篇

2019年3月02日-3月06日

1

激光导航和轮式机器人运动学模型相关研究方法学习

查阅资料并掌握相关知识

2019年3月07日-3月20日

2

相关思路的确定

参照相关论文方案确定思路

2019年3月21日-4月01日

1.5

按照开题报告和相关思路进行系统的整体设计

201年4月02日-5月14日

2

论文初稿

字数字数至少1.5万,其中参考文献至少15篇,外文文献至少5篇

2019年5月14日-5月22日

1

论文修改、打印、装订

向老师请教,并对论文细节之处进行修改

2019年5月23日-5月31日

1

论文送审

上交论文,并准备答辩

2017年6月

3

论文答辩

4. 参考文献(12篇以上)

[1] 徐国保, 尹怡欣, 周美娟. 智能移动机器人技术现状及展望[j]. 机器人技术与应用, 2008 (2): 29-34.

[2] r. smith,m. self, p. cheeseman. estimating uncertain spatial relationships inrobotics[j]. machine intelligence amp; pattern recognition, 1990, 4:435–461.

[3] h. durrant-whyte, d. rye, and e. nebot. localisation of automatic guidedvehicles[c]//robotics research: the 7th international symposium (isrr’95), g.giralt and g. hirzinger, eds. new york: springer verlag, pp. 613–625, 1996.

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