自主导航轮式机器人开题报告

1. 研究目的与意义

纵观生活中一般的工程车辆，它们的爬坡和越野性能都受到了地形的极大限制，而进行林地作业、森林林地巡视、地形侦察等时，则迫切需要一种小型山地车辆。目前，国际上能够应用的此类车辆型号很少，且大多用于军事目的，承担前线作战警戒、步兵支援、弹药输送等任务。另一种应用的实例是各种月球巡视车，如中国的玉兔号月球车。

2. 国内外研究现状分析

国外机器人的初期研究，主要从学术角度研究机器人的体系结构和信息处理，并建立实验系统进行验证。由于80年代对机器人的智能行为期望过高，导致室外机器人的研究未达到预期的效果，但却带动了相关技术的发展。进入90年代，随着技术的进步，移动机器人开始在更现实的基础上，开拓各个领域，向实用化进军。由美国NASA资助研制的丹蒂Ⅱ八足行走机器人，是一个能提供对高移动性机器人运动的了解和远程机器人探险的行走机器人。丹蒂计划的主要目标是为实现在充满碎片的月球或其它星球的表面进行探索而提供一种机器人解决方案。另一个典型的例子是2005年秋天美国波士顿动力公司(BostonDynamics)首次公开其历经十余载所研制的仿生四足机器人BigDog。它是仿照人类生活中常见的四足哺乳动物狗的结构，利用现代科技方法制造成的一种机械狗具有较高的运动速度、较大的负载能力和超强的机动性能。即便在复杂的非结构化环境中，仍然能够保持自如的行进状态，令人叹为观止。

国内在移动机器人的研究起步较晚，大多数研究尚处于某个单项研究阶段，1994年通过鉴定的清华大学智能移动机器人，涉及到基于地图的全局路径规划基于传感器信息的局部路径规划、路径规划的仿真、传感数据信息融合等技术、智能移动机器人的设计与实现；哈尔滨工业大学研制的轮式智能服务机器人能无缆行走、自动避障、识别语音并能与人对话、用于服务场合的导游导购等；用于瓷砖及玻璃壁面清洗作业的壁面清洗爬壁机器人也在哈尔滨工业大学研制成功，实现了高层建筑清洗作业的自动化。目前我国有10多所高校和科研单位开展机器人足球研究，首届全国机器人足球比赛也于1999年在哈尔滨工业大学成功举行，这标志着我国的多机器人系统技术正在迅速发展。2013年12月2日，中国在西昌卫星发射中心成功将嫦娥三号探测器送入轨道，其中就包括玉兔号月球车。玉兔号是中国首辆月球车，和着陆器共同组成嫦娥三号探测器。玉兔号月球车设计质量140千克，能源为太阳能，能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力，并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

①收集文献资料

②设计4-6轮行走装置及车架、匹配合适的动力源及传动系统。

4. 研究创新点

以林用为出发点，充分结合林地的地形复杂等特点，设计出能够进行林地作业、森林林地巡视、地形侦察等任务的产品，并与导航、定位设备相结合，使其具备有自主导航、自主巡视和自主越障的能力，无需人员操控，可按照设定的路线自主完成任务。