劉科-開題報(bào)告

《劉科-開題報(bào)告》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)院信息工程學(xué)院專業(yè)班級自動0301姓名劉科學(xué)號20035338題目移動機(jī)器人感知單元的軟件設(shè)計(jì)題目類型設(shè)計(jì)型一、選題背景及依據(jù)（簡述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況，說明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn)）1、移動機(jī)器人概述近年來，機(jī)器人已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有代表性的戰(zhàn)略目標(biāo)。機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，不但使傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)面貌發(fā)生了根本性的變化，而且將對人類的社會生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。機(jī)器人技術(shù)集力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、計(jì)算機(jī)、人工移動、系統(tǒng)工程等多種學(xué)科知識之大成，是一

2、項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的新技術(shù)。目前，隨著機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展和自動化程度的進(jìn)一步提高，人們對機(jī)器人的功能也提出了更高的要求，在這種情況下，移動機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。移動機(jī)器人是這樣一類機(jī)器人：機(jī)器人本身能認(rèn)識工作環(huán)境、工作對象及其狀態(tài)，它根據(jù)人給予的指令和“自身”認(rèn)識外界的結(jié)果來獨(dú)立的決定工作方法，利用操作機(jī)構(gòu)和移動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)，并能適應(yīng)工作環(huán)境的變化。這些移動機(jī)器人，有的能夠模擬人類用兩條腿走路，可在凹凸不平的地面上行走移動;有的具有視覺和觸覺功能，能夠進(jìn)行獨(dú)立操作、自動裝配和產(chǎn)品檢驗(yàn)：有的具有自主控制和決策能力。這些移

3、動機(jī)器人，不僅應(yīng)用各種反饋傳感器，而且還能夠運(yùn)用人工移動中各種學(xué)習(xí)、推理和決策技術(shù)。隨著各種新技術(shù)的出現(xiàn)，移動機(jī)器人還應(yīng)用了許多最新的移動技術(shù)，如臨場感應(yīng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多移動體技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遺傳算法和遺傳編程、仿生技術(shù)、多傳感器集成和融合技術(shù)以及納米技術(shù)等。移動機(jī)器人一般由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。根據(jù)研制目的不同，移動機(jī)器人硬件系統(tǒng)的構(gòu)成也不盡相同，比較完整的典型結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。由圖可見，移動機(jī)器人硬件系統(tǒng)綜合運(yùn)用了多種移動模擬技術(shù)，其目標(biāo)是建立起一個“人”的模型。移動機(jī)器人軟件系統(tǒng)，就

4、相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”，移動機(jī)器人之所以能夠代替人做大量的工作，就是因?yàn)樗哂泻腿祟惖拇竽X思維能力相仿的移動控制系統(tǒng)。而這個移動控制系統(tǒng)其實(shí)就是移動機(jī)器人的軟件系統(tǒng)。移動機(jī)器人的軟件系統(tǒng)實(shí)際上也就是人工移動主要技術(shù)對于機(jī)器人的綜合運(yùn)用。移動機(jī)器人的軟件系統(tǒng)，如圖1-2所示。2、機(jī)器人與傳感器人們的生產(chǎn)和生活的需要，以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促使了機(jī)器人及其技術(shù)的發(fā)展。機(jī)器人研究首先是從模仿人開始，也就是說計(jì)算機(jī)是人類大腦或智力的外延，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是人類四肢的外延，傳感器是人類五官的外延。其中，傳感器處于連接外界環(huán)境與機(jī)器人

5、的接口位置，是機(jī)器人信息獲取的窗口。要使機(jī)器人擁有智能，對環(huán)境的變化作出反應(yīng)，首先，必須使機(jī)器人具有感知環(huán)境的能力，用傳感器采集環(huán)境信息是機(jī)器人智能化的第一步；其次，如何采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ瑢⒍鄠€傳感器獲取的環(huán)境信息加以綜合處理，控制機(jī)器人進(jìn)行智能作業(yè)，更是機(jī)器人智能化的重要體現(xiàn)，所以，傳感器及其信息處理系統(tǒng)，兩者相輔相成，構(gòu)成了機(jī)器的智能，為機(jī)器人智能作業(yè)提供決策的依據(jù)。自從機(jī)器人問世以來，其技術(shù)上的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個時期：（1）第一代示教再現(xiàn)型機(jī)器人。它不配備任何傳感器，一般采用簡單的開關(guān)控制、示教再現(xiàn)控制和

6、可編程序控制，機(jī)器人的作業(yè)路徑或運(yùn)動參數(shù)都需要示教或編程給定，在工作過程中，它無法感知環(huán)境的改變而改善自身的性能、品質(zhì)。（2）第一代感覺型機(jī)器人。此種機(jī)器人配備了簡單的內(nèi)外部傳感器，能感知自身運(yùn)行的速度、位置、姿態(tài)等物理量，并以這些信息的反饋構(gòu)成閉環(huán)控制，如，配備簡易視覺、力覺傳感器等簡單的外部傳感器，因而具有部分適應(yīng)外部環(huán)境的能力。（3）第三代智能型機(jī)器人。目前尚在研究和發(fā)展之中，它具有多種外部傳感器組成的感覺系統(tǒng)，可通過對外部環(huán)境信息的獲取、處理，能確切地描述外部環(huán)境，魚土地完成某一項(xiàng)任務(wù)。一般地，它擁有自己

7、的知識庫、多信息處理系統(tǒng)，可在結(jié)構(gòu)或半結(jié)構(gòu)的環(huán)境中工作，能根據(jù)環(huán)境的變化作出對應(yīng)的決策。但是，我們還不得不承認(rèn)，即使是目前世界上智能最高的機(jī)器人，它對外部環(huán)境變化的適應(yīng)能力也非常有限，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到人們預(yù)想的目標(biāo)。然而，我們還不得不承認(rèn)，即使是目前世界上智能最高的機(jī)器人，它對外部環(huán)境變化的適應(yīng)能力也非常有限，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到人們預(yù)想的目標(biāo)。為了解決這一問題，機(jī)器人研究領(lǐng)域的學(xué)者們一方面開發(fā)研究機(jī)器人的各種外部傳感器，研究多信息處理系統(tǒng)，使其具有更高的性能指標(biāo)和更寬的應(yīng)用范圍；另一方面，如何將多個傳感器得到的信息、綜

8、合利用，發(fā)展多信息處理技術(shù)，使機(jī)器人能更準(zhǔn)確、全面、低成本地獲取所處環(huán)境的信息。3、機(jī)器人的感覺系統(tǒng)機(jī)器人的感覺系統(tǒng)通常指的是機(jī)器人的外部傳感器系統(tǒng)，通過這些傳感器，機(jī)器人獲得其所處環(huán)境的有關(guān)信息。機(jī)器人的感覺研究首先從研究人的感覺出發(fā)，人的各種感覺器官及其功能都成為機(jī)器人感覺的模仿對象。從目前的研究現(xiàn)狀看，有些感覺遠(yuǎn)不如人類，如視覺和圖像理解；但也有些傳感器，其性能指標(biāo)