一种基于“中国机器人大赛”规则的搬运机器人设计开题报告

1. 研究目的与意义

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，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感器、感知环境和白身状态，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。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要开发一个能自动循迹，自动避障，智能小车控制系统,设计主要以简易智能机器人为开发平台,选择通用、价廉的arduino单片机为控制平台，选择常见的电机模型车为机械平台，通过细化设计要求，结合传感器技术和电机控制技术相关知识以及c语言软件编程来实现小车的各种功能。设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进倒退、转向行驶，自动根据地面黑线寻迹导航，检测障碍物后停止等功能，实现智能控制，达到设计目标。本设计以两直流电动机为主驱动，通过各类传感器件来采集各类信息，送入主控单元arduino单片机处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。电机驱动电路采用h桥驱动模块，驱动2个直流电机，避障和测距采用超声波传感器来完成，最后由控制单元处理数据后通过编程有序合理的将各模块信号整合在一起并完成相应动作。

写作提纲：

第一部分：引言和文献综述（1）背景分析以及研究意义（2）文献回顾（3）研究方法、设计思路和结构安排。

3. 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nis nilssen和charles 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，轮式移动机器人的代表作有:smartrobots公司推出的新型基于linux的移动机器人sr4;美国activmediaboties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。

4. 计划与进度安排

1、2022年11月1日：完成选题。

2、2022年11月29日前：阅读大量资料并选取有用资料待用，积累最新信息，完成开题工作。

3、2022年1月1日-2022年1月18日： 上交详细的论文提纲，等待老师的指导意见。

5. 参考文献

[1]王耀南机器人智能控制工程[m.北京:科学出版社，2004

[2]郭洪红工业机器人技术[m].西安:西安电子科技大学出版社，2006

[3]熊有伦机器人技术基础[m].武汉:华中科技大学出版社，1996