杨舒寒开题报告.doc

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 名杨舒寒学号20035350题 目巡逻机器人运动控制单元的设计题目类型研究型一、 选题背景及依据：目的： 随着社会经济的发展，超级商场、机场、车站、会展中心及物流仓库等大型人流、物流场所的规模和数量不断扩大，大中城市的高层、高档商用楼日益增多，其保安自动化需求日趋迫切。巡逻机器人是一个集环境感知、路线规划、动态决策、行为控制以及报警装置于一体的多功能综合系统，采用巡逻机器人实行定时，定点监控巡逻或不间断流动巡逻将是目前的一种可行的解决方案。将机器人用于保安工作，具有广阔的应用前景，近年来已受到国外的重视，成为服务机器人的一个新研究方向。国内外巡逻机器人现状：巡逻机器人一般可分为室内型及室外型两种，目前在一些发达国家，已经开始采用巡逻机器人对大型楼宇、机场、交通枢纽、仓库基地、军事基地等的保安工作。 日本的Tmsuk 公司和三洋电机设计的4足机器人-“番龙”是用于看家用途的实用型步行机器人。该机器人具有感知是否有人、声音及温度并发出警报，能与主人的手机进行联络等功能。并能通过脚部安装的传感器识别并跨越最高15 cm的台阶。“番龙”步行速度每分钟可行进15米。美国机器人系统技术公司正在研制一种MDARS-E室外型机器人。该机器人可识别并绕过障碍物，若绕不过去，就停下来，并通知控制站操作人员。它的负载主要有立体摄象机、前视红外摄象机、多普勒雷达、4线激光扫描仪、超声波传感器、微波及光缆通信网络、视频标签阅读器。国内目前也开始有关关键技术的研究开发工作，特别是在移动机器人的运动规划与控制方面取得了一定的成就，为研究开发巡逻机器人奠定了技术基础。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；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。参考文献和网站：1 Darrick Addison. Introduction to robotics technology.USA, September 20012 康耀红，信息融合理论与应用M，西安：西安电子科技大学出版社1997.113 J.Borenstein, H. R. Everett, and L.fens. Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning. April,19964 蔡自兴，机器人学M.北京；清华大学出版社，2000年9月5 金钮，伺服系统设计指导J北京：北京理工大学出版社，2000.26 孙迪生，王炎编，机器人控制技术M，北京；机械工业出版社，19977 廉师友编，人工智能技术导论M，西安：西安电子科技大学出版社，2001. 18 何立民，单片机应用技术选编M，北京：北京航空航天大学出版社，2000.89 Inncapolis,Minnesota, Yamauchi B. Mobile Robot Localization in Dynamic Environments Using Dead Reckoning and Evidence Grids. Proc. of the IEEE Inter. Conf. On Robotics and Automation. M USA, 199610 G.Campion. Structual Properties and Classification of Kinematic and Dynamic Models of Wheel Mobile Robots. IEEE Trasactions on Robot and Automation, Vol. 12, No.1, 199611 耿德根，宋建国，马潮.AVR高速嵌入式单片机原理与应用M，北京：北京航空航天大学出版社，200112 赖福新，电机控制系统M，上海：上海交通大学出版社，199513 胡寿松，自动控制原理(4版)M，北京：科学出版社，2001. 214 池瑞楠，非完整两轮驱动移动机器人的实验研究.机器人技术与应用J，2001年第1期15 (日)白井良明，机器人工程M，科学出版社，2001二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思想及工作方法或工作流程（一）研究内容： 巡逻机器人必须拥有能够胜任的运动系统，并且有即安全又而又友好地与人一起工作的能力。因此巡逻机器人运动控制单元的设计和优化就必须研究机器人路径规划；移动能源；电机驱动器；电机的正转、反转、加速、减速等特性；运动控制系统的整体结构。（二）设计思想及工作流程： 设计思想：机器人选用电机70SZ51，使用光电编码器对电机的速度进行检测。选用单片机AT90S8515作为控制单元。 工作流程：1、系统体系结构设计；2、数学模型和运动控制分析；要对机器人进行控制，就要对机器人系统建立数学模型，文中对直流伺服电机模型、轮式巡逻机器人运动学和动力学进行了分析建模。给出了电机控制实现的一般方法和轮式巡逻机器人运动控制分析设计方法。3、PWM功率驱动模块的设计及其硬件电路，本设计用L298N控制开关功率器件进行PWM调制；4、速度检测模块的设计及其硬件电路；5、巡逻机器人整体硬件电路； 三、毕业设计（论文）工作进度安排：1 1月04号到1月22号：查找资料，撰写开题报告。2 3月10号到3月30号：完成资料收集，研究题目具体要求，做前期准备。3 4月01号到4月15号：确定设计方案。4 4月16号到5月15号：完成巡逻机器人运动控制单元的设计。5 5月16号到6月15号：完成毕业论文。指 导教 师意 见指导教师签字_ 年 月 日院 系毕 业设 计领 导小 组审 核意 见难 度综合训练程度是否隶属科研项目 教学院长（公章）_ 年 月 日备注：1、“题目类型”分为： 研究型、设计型和应用型等。2、题目“难度”分为： A、B、C、D四个等级。3、“综合训练程度”分为： A、B、C三个等级。