基于ROS的路径规划仿真系统的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

当今社会科学技术发展十分迅猛，越来越多的高科技产品出现在人们的生产生活中。近些年来机器人在日常生活中使用的越来越频繁，无论是从家具生活还是到军事领域随处可以见到各种机器人的应用场景。人们对机器人的巨大需求大大促进了机器人技术的发展，种类繁多的机器人公司如雨后春笋般出现，它们生产的各种机器人产品极大改善了人们的生产生活。

在机器人系统的研究和开发过程中，实验是一个非常重要的环节。但是直接构造实体的机器人系统并反复实验不仅价格昂贵，所需的时间较长，而且不成熟的算法在实验中可能会对机器人造成破坏。在机器人系统应用中，路径规划是必须解决的重要问题。路径规划问题是指在有障碍物的工作环境中寻找一条恰当的从给定起点到终点的运动路径, 使机器人在运动过程中能安全、无碰撞地绕过所有的障碍物。仿真程序能够帮助降低机器人系统开发过程中的成本并缩短研发周期。

在2010年，willow garage公司开发了一款运行在linux上的开源机器人操作系统ros，目前该系统主要由ospf 进行管理和维护。ros具有分布式管理、交叉编译、代码复用、标准统一等优点，是目前机器人最常用软件开发平台。在 ros中各个功能模块以package的形式存在，降低了代码之间的耦合性，ros 的使用大大提高了机器人开发过程中的代码复用率，降低了不必要的重复工作。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容和目标：

（1）能够通过ros仿真软件设置机器人运动场景及环境障碍等仿真场景；

（2）能够通过ros仿真软件设置机器人几何形状、组成结构、运动机构等物理特征；

3. 研究计划与安排

1. 2020/1/13——2020/2/28：查阅有关的参考资料并明确选题，确定技术路线，完成并提交开题报告；
2. 2020/3/1——2020/3/7：进一步阅读文献，并分析和总结相关技术细节，搭建开发实验环境；
3. 2020/3/8——2020/3/18：通过ros仿真软件设置机器人运动场景以及环境障碍等仿真场景；
4. 2020/3/20——2020/3/30：通过ros仿真软件设置机器人几何形状、组成结构、运动结构等物理特征；
5. 2020/4/1——2020/4/15：选择不同算法进行运动仿真，并实现运动轨迹跟踪、展示、回放等功能；
6. 2020/4/16——2020/4/30：扩展更多实用有趣的创新功能；
7. 2020/5/1——2020/5/25：完善产品设计与开发，基于前期搭建的产品原型深入进行系统的编码、调试、集成、测试工作。撰写论文初稿；修改论文，定稿并提交论文评审；
8. 2020/5/26——2020/6/5：完善毕业论文内容，准备毕业答辩的有关文档及资料。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] morgan quigley, brian gerkey, william d.smart, ros机器人编程实践[m]. 北京：机械工业出版社, 2018.

[2] lentin joseph. 精通ros机器人编程[m]. 北京：机械工业出版社, 2019.

[3] 杨辰光, 李智军, 许扬. 机器人仿真与编程技术[m]. 北京：清华大学出版社, 2017.