铰接式履带车预定路径行走控制研究的开题报告.docx

铰接式履带车预定路径行走控制研究的开题报告
一、选题背景
铰接式履带车是一种具有良好通过性能和载重能力的重型机械装备，被广泛应用于建筑、采矿、水利等领域，对其中一些作业场合来说，要求机器能够按照预定路径行走。传统的手动操纵操作方式虽然可行，但效率低下且易出错，随着智能化技术的发展，利用机器控制来完成路径行走更具有优势。
目前，铰接式履带车路径行走控制方案已有多种研究，常见的如遥控操作、自动导航、机器视觉等。但每种方案都存在一些局限性和不足之处，例如，遥控操作易受干扰，距离和环境限制大；自动导航需要额外的导航设备和配合，安全性无法保障；机器视觉中，影像信息处理和识别的精度和鲁棒性还有提升空间。
针对该问题，本文提出一种铰接式履带车路径行走控制研究方案，基于智能控制理论，利用激光雷达或GPS等传感器辅助，实现车辆在多样化场景下准确行走的目标。
二、研究内容和方法
本文将分为以下几个部分来研究铰接式履带车的路径行走控制方案:
1.灵敏度要求分析
通过分析铰接式履带车的体积、自由度以及实际作业场景中的路面情况等因素，对路径行走控制的灵敏性要求进行分析和定量，并根据分析结果选择适当的动力学模型和控制算法。
2.传感器选择和数据处理
依据分析结论，选择合适的传感器，如激光雷达或GPS，获取车辆所在位置和行驶方向，并用数据处理方法对传感器数据进行滤波、匹配、融合等处理，对车辆位置和方向进行实时更新。
3.路径规划和控制算法设计
将预定路径转化为数字化的参考线，设计路径规划算法，与自主控制算法相结合，实现车辆自主行驶，并考虑实际场景中的障碍物躲避、折返路段判断等问题。
4.仿真验证和实验测试
在Matlab和ROS等平台上建立铰接式履带车控制系统的模型，进行仿真验证和效果评估。在实际场景中进行实验测试，对系统可靠性、稳定性和安全性等方面进行验证和改进。
三、预期成果
通过本控制方案的研究，预期达成以下几个成果：
1.铰接式履带车路径行走控制的灵敏性要求分析，为实现系统优化提供理论依据。
2.合适的传感器选择和数据处理方法的探索，为系统精度和可靠性提供保障。
3.路径规划和控制算法的设计，实现车辆在真实场景下的自主行驶。
4.系统仿真平台的建立和实验测试，验证系统的实际可行性和可靠性。
四、研究意义
本方案的研究意义如下：
1.在实际工程应用中，铰接式履带车路径行走控制的自主化和智能化，可极大提高效率和安全性。
2.控制方案中的路径规划和控制算法设计，有助于铰接式履带车的智能控制研究与应用发展。
3.本方案探索了传感器数据处理与算法控制的结合，为其他智能装备的设计和控制提供借鉴作用。
五、进度安排
本研究计划周期为一年，按以下进度安排实施：
1.前期调研和文献综述，分析铰接式履带车在路径行走控制方面的现有研究和应用，制定研究方案和技术路线。
2.传感器选择和数据处理的探索与研究，确立控制方案的主要技术框架。
3.路径规划和控制算法设计，建立仿真平台进行系统分析和优化。
4.实验测试和调试，对控制系统进行实际场景验证和性能测试。
5.论文撰写和成果汇报，总结研究成果和经验，并对之后的研究提出展望和建议。
六、总结
本文提出了一种铰接式履带车路径行走控制研究方案，在当前智能化技术发展中，具有良好的应用前景和研究价值。本方案拟应用灵敏性要求分析、传感器选择和数据处理、路径规划和控制算法设计等技术手段，成功实现铰接式履带车在多样化场景下智能化的路径行走控制，具有广泛的推广和应用前景。