哈工大大一立项.doc

编号： 哈尔滨工业大学 大一年度项目立项报告 项目名称： 智能避障探路机器人设计 项目负责人： 学号： 联系电话： 电子邮箱： 院系及专业： 指导教师： 职称： 联系电话： 电子邮箱： 院系及专业： 哈尔滨工业大学基础学部制表 填表日期： 2013 年 11 月 13 日 一、项目团队成员（包括项目负责人、按顺序） 姓名 性别 所在院 学号 联系电话 本人签字 二、指导教师意见 该项目主要研究智能机器人的运动避障功能，具有一定的创新性及研究价值。制定的方案难易度适中，适于大一同学项目学习，具有较强可行性。小组均为英才学院电气自动化专业学生，平时认真好学，学习能力较强，且对于电子设计和项目学习有着很高的兴趣。相信他们能够顺利完成项目任务，同意申报。 签 名： 年 月 日 三、项目专家组意见 批准经费： 元 组长签名： （ 学部盖章 ） 年 月 日 四、立项报告 （一）立项背景 1.1 项目意义 自从1959年世界上诞生了第一台机器人以来，机器人技术取得了长足的进步和发展至今已发展成为一门综合性尖端科学。机器人技术的发展集成了多学科的发展成果，代表高技术的发展前沿，是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现。 智能避障探路机器人是机器人学中一个重要分支，一直为学者们所热衷。它是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，能够在大范围运动，广泛的为人类承担各种任务，如搜救，行星探测，因此对于避障探路机器人的研发和改良有着重要意义。 1.2 研究现状 随着计算机技术、传感器技术的发展和进步，避障探路机器人向实用化、智能化、系列化进军，日本、德国、美国都取得了各方面的先进研究成果。我国的研究从八五期间开始，至今在清华大学，哈尔滨工业大学，中科院自动化所，浙江大学等都取得了可喜的研究成果。目前，我国避障探路机器人的研究发展水平还和发达国家有一定的差距。 避障探路机器人的研究一直是一个重大的主题，它要求机器人必须能在具有障碍物的复杂环境中完成局部在线避障，需要解决三个重要问题：障碍物在空间的位置方向的精确检测；所获信息的分析和环境模型的建立；使机器人安全避障的策略。目前机器人的环境建模方法有以下几种： 可视图法(VGraph)：由Nilsson在1968年提出的，其算法简单且能找到最短路径，但是由于其缺乏灵活性，在障碍物较多时，有哪些信誉好的足球投注网站时问将会很长并且要求障碍物的形状不能接近圆形，因此现在限制了其实际的应用。进而现在通常采用基于切线图法(Tangent Graph)和Voronoi法的改进可视图法。 栅格法(Grid)：由W．E．Howden在1968年提出的，是目前研究较广泛的路径规划方法。其中栅格的大小影响着环境信息存储量的大小和时间的长短。栅格划分越大，环境信息的存储量越小，分辨率越低，复杂环境下的避障效果越差，时间越短；栅格划分越小，环境信息的存储量越大，分辨率越高，复杂环境下的避障效果越好，时间越长。 除以上几类外，还有自由空间法，拓扑法，人工势场法等。 而智能避障方法更优于传统法在未知或者是部分未知的环境下通过传感器获取周围环境信息，包括障碍物的尺寸、形状和位置等信息，并使机器人自主获得一条无碰撞最优路径，是现在研究移动机器人避障热点之一。 上诉所提到的智能方法在机器人路径规划技术中已收到广泛的重视及研究，在障碍物环境已知或未知情况下，均取得了一定的研究成果。 1.3 发展趋势 机器人避障技术展望：随着计