2022年智能机器人开题报告 .pdf
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1、毕 业 设 计 ( 论 文 ) 开 题 报 告 智 能 移 动 机 器 人 系 统 设 计一 设计 目 的 及意 义随 着 计 算 机 、网 络 、机 械 电 子 、信 息 、自 动 化 以 及 人 工 智 能 等 技术 的 飞 速 发 展 ,移 动 机 器 人 的 研 究 进 入 了 一 个 崭 新 的 阶 段。同 时 ,太空 资 源 、海 洋 资 源 的 开 发 与 利 用 为 移 动 机 器 人 的 发 展 提 供 了 广 阔 的 空间 。目 前 ,智 能 移 动 机 器 人,无 人 自 主 车 等 领 域 的 研 究 进 入 了 应 用 的阶 段 ,随 着 研 究 的 深 入 ,对 移
2、 动 机 器 人 的 自 主 导 航 能 力 ,动 态 避 障 策略 , 壁 障 时 间 等 方 面 提 出 了 更 高 的 要 求 。 地 面 智 能 机 器 人 路 径 规 划 ,是 行 驶 在 复 杂 动 态 自 然 环 境 中 的 全 自 主 机 器 人 系 统 的 重 要 环 节 ,而 地面 智 能 机 器 人 全 地 域 全 自 主 技 术 的 研 究 , ( 智 械 科 技 ) 是 当 今 国 内 外学 术 界 面 临 的 挑 战 性 问 题 。移 动 机 器 人 是 一 类 能 够 通 过 传 感 器 感 知 环 境 和 自 身 状 态 ,实 现 在有 障 碍 物 的 环 境
3、中 面 向 目 标 自 主 运 动 ,从 而 完 成 一 定 功 能 的 机 器 人 系统 。理 想 的 自 主 移 动 机 器 人 可 以 不 需 人 的 干 预 在 各 种 环 境 中 自 主 完 成规 定 任 务 ,具 有 较 高 的 智 能 水 平 ,但 目 前 全 自 主 的 移 动 机 器 人 还 大 多处 于 实 验 阶 段 ,进 入 实 用 的 多 为 自 主 移 动 机 器 人 ,通 过 人 的 干 预 在 特定 环 境 中 执 行 各 种 任 务 , 而 遥 控 机 器 人 则 完 全 离 不 开 人 的 干 预 。智 能 移 动 机 器 人 是 一 类 能 够 通 过 传
4、 感 器 、 感 知 环 境 和 自 身 状 态 ,实 现 在 有 障 碍 物 的 环 境 中 面 向 目 标 自 主 运 动 ,从 而 完 成 一 定 功 能 的 机器 人 系 统 。移 动 机 器 人 技 术 研 究 综 合 了 路 径 规 划 、导 航 定 位 、路 径 跟踪 与 运 动 控 制 等 技 术 。涉 及 包 括 距 离 探 测 、视 频 采 集 、温 湿 度 以 及 声光 等 多 种 外 部 传 感 器 ,作 为 移 动 机 器 人 的 输 入 信 息 。移 动 机 器 人 的 运动 控 制 主 要 是 完 成 移 动 机 器 人 的 运 动 平 台 ,提 供 一 种 移
5、动 机 器 人 的 控制 方 式 。性 能 良 好 的 移 动 机 器 人 运 动 控 制 系 统 是 移 动 机 器 人 运 行 的 基础 , 能 够 服 务 于 移 动 机 器 人 研 究 的 通 用 开 发 平 台 。随 着 移 动 机 器 人 技 术 的 发 展 及 其 在 工 业 军 事 等 领 域 中 的 广 泛 应用 ,有 关 移 动 机 器 人 的 理 论 设 计 制 造 和 应 用 的 新 的 技 术 学 科 机器人 学 ,已 经 逐 渐 形 成 ,并 越 来 越 引 起 人 们 广 泛的 关 注。机 器 人 学 是 一门 综 合 性 很 强 的 学 科 ,它 涉 及 现 代
6、 控 制 技 术 、传 感 器 技 术 、计 算 机 系统 和 人 工 智 能 等 多 门 学 科 但 是 它 又 有 自 身 的 系 统 性和 专业 性 。内 容极 为 丰 富 、广 泛 ,其 中 专 业性 比 较 强 的 有 机 器 人 动 力 学 和 运 动 学 、机器 人 轨 迹 规 划 和 运 动 控 制 、 机 器 人 的 传 感 技 术 、 机 器 人 的 编 程 语 言 、机 器 人 的 智 能 和 任 务 规 划 等 。其 中 机 器 人 的 运 动 控 制 是 实 现 机 器 人 航迹 控 制 的 关 键 。运 动 控 制 是 移 动 机 器 人 的 执 行 机 构 ,对
7、机 器 人 的 平 稳 运 行 起 着 重要 作 用 。随 着 新 的 智 能 控 制 算 法 的 不 断 涌 现 ,移 动 机 器 人 正 向 着 智 能化 方 向 发 展 ,这 就 对 运 动 控 制 系 统 性 能 提 出 了 更 高 的 要 求 。设 计 实 现智 能 移 动 机 器 人 的 控 制 系 统 , 能 够 熟 悉 移 动 机 器 人 硬 件 和 软 件 的 开发 ,掌 握 移 动 机 器 人 的 运 动 控 制 特 性 ,为 后 续 的 移 动 机 器 人 的 功 能 扩展 搭 建 一 个 可 行 、稳 定 的 平 台 ,而 这 个 平 台 则 可 以 成 为 多 种 机
8、 器 人 开发 的 公 共 基 础 平 台 。实 现 智 能 移 动 机 器 人 控 制 系 统 的 开 发 具 有 一 定 的现 实 意 义 , 将 为 以 后 的 移 动 机 器 人 开 发 奠 定 坚 实 基 础 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 4 页 - - - - - - - - - 二 国内 外 研 究现 状移 动 机 器 人 的 研 究 始 于 60 年 代 末 期 斯 坦 福 研 究 院 ( SRI ) 的 Nils Nilssen和 C
9、harles Roesn等 人, 在 1966 年 至 1972 年 中 研 制 出 了 自主 移 动 机 器 人 Shakey 。70 年 代 末 ,移 动 机 器 人 研 究 又 出 现 了 新 的 高 潮,特 别 是 80 年 代 中 期以 来 , 设 计 和 制 造 机 器 人 的 浪潮 席 卷 全 世 界 。 一 大 批 世 界著 名 的 公 司 ,如 美 国 通 用 电 气 、日 本 本 田 、索 尼 等 开 始 研 制 移 动 机 器 人 平 台 ,这 些促 进 了 移 动 机 器 人 学 多 种 研 究 方 向 的 出 现 。 例 如 , ( 智 械 科 技 ) 轮 式移 动
10、机 器 人 的 代 表 作 有 : Smart Robots公 司 推 出 的 新 型 基 于Linux的 移 动 机 器 人 SR4; 美 国 Activmedia Boties公 司 用 于 教 学 的 P3-Dx轮 式 移 动 机 器 人 ;卡 内 基 梅 隆 研 发 的 Nomad 移 动 机 器 人 ;美 国 国 家航天 航 空 局 闻 名 遐 迩 的 火 星 登 陆 车 “ 勇 气 号 ” 等 。我 国 的 机 器 人 学 研 究 起 步 较 晚 , 但 进 步 较 快 , 已 在 工 业 机 器 人特 种 机 器 人 和 智 能 机 器 人 各 个 方 面 都 取 得 了 显 著
11、 成 绩 。在“ 七 五“ 期间 ,完 成 了 示 教 再 现 工 业 机 器 声 成 套 技 术 。为 了 跟 踪 国 外 搞 技 术 ,80年 代 国 家 高 技 术 计 划 中 安 排 了 智 能 机 器 人 的 研 究 开 发 ,包 括 水 下 无 缆机 器 人 高 功 能 装 配 机 器 人 和 多 种 特 种 机 器 人 。进 行 了 智 能 机 器 人 体 系结 构 、机 构 、控 制 、人 工 智 能 、机 器 视 觉 ,高 性 能 传 感 器 及 新 材 料 的应 用 研 究 ,取 得 了 大 量 成 果 。其 中 ,轮 式 移 动 机 器 人 的 研 究 也 硕 果 累累
12、。国 内 研 究 轮 式 移 动 机 器 人 的 科 研 单 位 及 公 司 主 要 有 研 制 能 力 风暴 的 as-r机 器 人 的 上 海 广 茂 达 伙 伴 机 器 人 有 限 公 司 ; 研 制 的 casia-i自 主 移 动 机 器 人 的 中 科 院 自 动 化 所 ;研 制“ 青 青 ”轮 式 移 动 机 器 人 的哈 尔 滨 工 业 大 学 ,研 制“ 小蜘 蛛 ”轮 式 移 动 机 器 人 登 月 车 的 上 海 交 大等 。当 前 , 移 动 机 器 人 技 术 的 研 究 与 发 展 的 趋 势 包 括 有 : 机 器 人 机构 导 航 定 位 路 径 规 划 传
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