轮式移动机器人避障与路径规划方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

计算机、微电子、信息技术正在快速进步, 随之，机器人技术的开发速度也越来越快, 而且智能程度也越来越高, 其应用范围也是得到了极大的扩展, 例如宇宙探测、工农业生产、军事、医疗、交通、娱乐等领域, 机器人在各个领域都有着广阔的发展空间和应用前景。机器人正朝着智能化和多样化等方向发展, 与此同时, 机器人涉及到的技术也在不断扩展, 如多传感器信息融合、避障及路径规划、导航与定位等, 所以，从中也就产生了一系列相关的研究课题。

现在世界上的移动机器人的移动结构也是各种各样的，主要有轮式、履带式、腿式、蛇形式、跳跃式、水下推进式和复合式。其中轮式移动机器人（wheeled mobile robot 简称 wmr）具有结构简单、自重轻、承载大、驱动和控制方便、移动灵活、能源利用率高等优点,学术界给予其广泛重视, 是移动机器人研究领域的杰出代表。常规轮式移动机器人成为目前移动机器人家族中的主流。

2. 选题目的

2. 研究内容和预期目标

轮式机器人是一种能够应用于室内自主导航的移动机器人。本课题拟讨论基于路径规划方法使移动机器人初步具备智能化，为实现自主导航打下基础。使用以下设备进行研究：(1)通信模块、驱动模块若干；(2)电脑一台。

2. 预期目标

(1)研究移动机器人控制器硬件。基于嵌入式系统研究控制器硬件，包括通信模块、电机驱动模块和输入输出模块等；

3. 研究的方法与步骤

（1）文献研究法。通过网络资料、杂志、期刊、报纸、书籍等，对轮式移动机器人的避障和路径规划的研究现状进行了解，学习先进的理念和课题理论的深厚底蕴，其定能指导课题实验与研究；

（2）比较分析法。对比各种算法方法，选定一种方法做仿真实验，对设计方案定期检查、测试，发现问题，对比各种完善的轮式移动机器人控制系统资料找出系统的漏洞，进行改进，得到更为优质的方案；

（3）经验总结法。通过自己所拥有的经验和掌握的相关知识，探索出方案。最后汇总各个阶段成果和所有实验过程，达成自己总结的目的。

4. 参考文献

[1]孟庆春,齐勇,张淑军,杜春侠,殷波,高云.智能机器人及其发展[j].中国海洋大学学报(自然科学版)，2004, (05):831-838.

[2]王珊珊.轮式移动机器人控制系统设计[d].南京理工大学，2013.

[3]段玉刚.移动机器人的避障与路径规划研究[d].哈尔滨工程大学，2011.

5. 计划与进度安排

（1）2022.01.18-2022.03.06 查阅资料，填写开题报告，完成外文资料的翻译； （2）2022.03.07-2022.03.20 熟悉matlab语言开发环境； （3）2022.03.21-2022.03.31 研究基于嵌入式系统的移动机器人控制器硬件，包括通信模块、 驱动模块和输入输出模块的设计； （4）2022.04.01-2022.04.30 matlab编程实现基于移动机器人避障与路径规划算法； （5）2022.05.01-2022.05.10 调整并完善设计，资料收集，撰写论文提纲； （6）2022.05.11-2022.06.10 整理设计文档，撰写毕业论文，准备论文答辩。