变量及其变化对源搜索的作用研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着当今科学和信息技术的发展，人们的生活水平不断提高，开始密切关注自己生产生活的环境。而人类的生产生活环境，无时无刻不被气体包围着。例如，小区居民们使用的天然气、工业生产中带来的废气、安全事故或自然灾害产生的有毒有害气体等，都在影响着人们的日常生活。所以，针对气体的检测以及对于气体源的定位显得尤为重要。也正因如此，对于气体变量的变化探究和气体源搜索对于保障人们正常的生产生活有着极为重要的意义。为了检测气体和定位气体源，本课题主要研究自主移动机器人依靠主动嗅觉的目标搜索策略、算法，这一课题所实现的一个具体应用如下：

移动机器人依靠气敏传感器，完成在二维平面区域内搜索地下气味源和地面气味源的任务。移动机器人通过采集的气体浓度值序列并对其进行的各种数学运算，比如：气体浓度值序列的各阶差分、浓度变化量与步长的关系、浓度变化量与转角的关系、浓度变化量与行走弧长的关系等等，这些关系应该对提高搜索效果起到促进的作用，探索这些作用，是一个有意义的问题。

2. 研究内容和预期目标

1.研究内容

本课题研究变量及其变化对源搜索的作用，主要是完成对气体的检测、气体源定位算法构建。主要包括以下几个方面：

3. 研究的方法与步骤

认真研读任务书的要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图，熟悉并掌握matlab的实验仿真环境，使用matlab对定位气体源进行仿真。对照所收集的资料进行整体方案构思，整体系统框架设计，整体方案设计好后着手各部分的设计。对不明白的部分通过查阅资料，向指导老师请教，和同学讨论解决，最终成功验证数学推论，。以气体源搜索为任务，仿真得到一种具有一定参考价值的应用效果。具体分为以下步骤：

（1）对matlab进行系统学习，熟练应用matlab软件对问题进行分析；

（2）了解气体源搜索发展及国内外研究现状；

4. 参考文献

[1]g. rosen, p. hasler, and m. t. smith. implementation of a hebbianchemoreceptor model for diffusive source localization. bio-systems,vol. 96, no. 3, pp. 223-236, jun. 2009

[2]r. andrew russell. chemical source location and the robomole project[j]. australasian conference on robotics and automation, cd-rom proceedings isbn 0-9587583-5-2, 2003

[3]russell, r.a. locating underground chemical sources by tracking chemical gradients in 3 dimensions[j]. proceedings of 2004 ieee/rsj international conference on intelligent robots and systems, september 28 - october 2, 2004, 325-330

5. 计划与进度安排

第一周，阅读参考文献，写出开题报告。拿出设计路径及实施步骤的初步方案，并论证。

第二周——第五周，推导公式。

第六周，做出仿真环境。