刘科 开题报告.docVIP

西南科技大学毕业设计（论文）开题报告 学 院 信息工程学院 专业班级 自动0301 姓 名 刘科 学 号题 目 移动机器人感知单元的软件设计 题目类型 设计型 选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义， 列出主要参考文献） 1、移动机器人概述 近年来，机器人已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。机器人技术的出现和发展，不但使传统的工业生产面貌发生了根本性的变化，而且将对人类的社会生活产生深远的影响。 机器人技术集力学、机械学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工移动、系统工程等多种学科知识之大成，是一项综合性很强的新技术。 目前，随着机器人技术的迅速发展和自动化程度的进一步提高，人们对机器人的功能也提出了更高的要求，在这种情况下，移动机器人应运而生。 移动机器人是这样一类机器人：机器人本身能认识工作环境、工作对象及其状态，它根据人给予的指令和“自身”认识外界的结果来独立的决定工作方法，利用操作机构和移动机构实现任务目标，并能适应工作环境的变化。 这些移动机器人，有的能够模拟人类用两条腿走路，可在凹凸不平的地面上行走移动;有的具有视觉和触觉功能，能够进行独立操作、自动装配和产品检验：有的具有自主控制和决策能力。这些移动机器人，不仅应用各种反馈传感器，而且还能够运用人工移动中各种学习、推理和决策技术。随着各种新技术的出现，移动机器人还应用了许多必威体育精装版的移动技术，如临场感应技术、虚拟现实技术、多移动体技术、人工神经网络技术、遗传算法和遗传编程、仿生技术、多传感器集成和融合技术以及纳米技术等。 移动机器人一般由硬件系统和软件系统两部分构成。 根据研制目的不同，移动机器人硬件系统的构成也不尽相同，比较完整的典型结构如图1-1所示。由图可见，移动机器人硬件系统综合运用了多种移动模拟技术，其目标是建立起一个“人”的模型。 移动机器人软件系统，就相当于机器人的“大脑”，移动机器人之所以能 够代替人做大量的工作，就是因为它具有和人类的大脑思维能力相仿的移动 控制系统。而这个移动控制系统其实就是移动机器人的软件系统。移动机器 人的软件系统实际上也就是人工移动主要技术对于机器人的综合运用。移动 机器人的软件系统，如图1-2所示。 2、 机器人与传感器 人们的生产和生活的需要，以及科学技术的发展，促使了机器人及其技术的发展。机器人研究首先是从模仿人开始，也就是说计算机是人类大脑或智力的外延，执行机构是人类四肢的外延，传感器是人类五官的外延。其中，传感器处于连接外界环境与机器人的接口位置，是机器人信息获取的窗口。要使机器人拥有智能，对环境的变化作出反应，首先，必须使机器人具有感知环境的能力，用传感器采集环境信息是机器人智能化的第一步；其次，如何采用适当的方法，将多个传感器获取的环境信息加以综合处理，控制机器人进行智能作业，更是机器人智能化的重要体现，所以，传感器及其信息处理系统，两者相辅相成，构成了机器的智能，为机器人智能作业提供决策的依据。 自从机器人问世以来，其技术上的发展大致经历了以下三个时期： （1）第一代示教再现型机器人。它不配备任何传感器，一般采用简单的开关控制、示教再现控制和可编程序控制，机器人的作业路径或运动参数都需要示教或编程给定，在工作过程中，它无法感知环境的改变而改善自身的性能、品质。 （2）第一代感觉型机器人。此种机器人配备了简单的内外部传感器，能感知自身运行的速度、位置、姿态等物理量，并以这些信息的反馈构成闭环控制，如，配备简易视觉、力觉传感器等简单的外部传感器，因而具有部分适应外部环境的能力。 （3）第三代智能型机器人。目前尚在研究和发展之中，它具有多种外部传感器组成的感觉系统，可通过对外部环境信息的获取、处理，能确切地描述外部环境，鱼土地完成某一项任务。一般地，它拥有自己的知识库、多信息处理系统，可在结构或半结构的环境中工作，能根据环境的变化作出对应的决策。但是，我们还不得不承认，即使是目前世界上智能最高的机器人，它对外部环境变化的适应能力也非常有限，还远远没有达到人们预想的目标。 然而，我们还不得不承认，即使是目前世界上智能最高的机器人，它对外部环境变化的适应能力也非常有限，还远远没有达到人们预想的目标。为了解决这一问题，机器人研究领域的学者们一方面开发研究机器人的各种外部传感器，研究多信息处理系统，使其具有更高的性能指标和更宽的应用范围；另一方面，如何将多个传感器得到的信息、综合利用，发展多信息处理技术，使机器人能更准确、全面、低成本地获取所处环境的信息。 3、 机器人的感觉系统 机器人的感觉系统通常指的是机器人的外部传感器系统，通过这些传感器，机器人获得其所处环境的有关信息。 机器人的感觉研究首先从研究人的感觉出发，人的各种感觉器官及其功能都成为机器人感觉的