掘进机自动导向姿态检测系统设计与实现的开题报告.docx

掘进机自动导向姿态检测系统设计与实现的开题报告
一、选题背景和意义
掘进机是一种重要的地下工程设备，用于将隧道等工程建筑物开挖出来。在地下施工中，掘进机需要在狭小的空间中进行作业，对精度和稳定性要求很高。传统的掘进机需要由操作员手动控制，对操作员的技术和经验要求较高，同时操作过程中很容易出错，影响工程进度和安全。因此，掘进机自动化已经成为了一种发展趋势。
自动导向姿态检测系统是掘进机自动化中的重要组成部分，其作用是通过检测掘进机的姿态和位置信息，实现自动导向控制。自动导向姿态检测系统可以提高掘进机的精度和稳定性，降低操作员的技术要求，提高施工效率，降低安全风险，具有很高的实际应用价值。因此，本课题拟通过设计和实现掘进机自动导向姿态检测系统，探究其实现原理和技术难点，为掘进机自动化发展提供理论和实践参考。
二、主要研究内容
1.掘进机自动导向姿态检测系统的设计思路和原理。
2.基于相机视觉的掘进机姿态检测算法的设计和实现。
3.基于IMU惯性测量单元的姿态检测算法的设计和实现。
4.姿态信息融合算法的设计和实现。
5.自动导向算法的设计和实现。
6.系统测试与实验验证。
三、预期成果及意义
1.设计并实现掘进机自动导向姿态检测系统，提高了掘进机自动化水平。
2.实现了基于相机视觉和IMU惯性测量单元的姿态检测算法及其融合算法，为类似问题的解决提供了技术参考。
3.通过自动导向和姿态检测的实现，提高了掘进机作业的精度和稳定性，降低了安全风险，提高了施工效率。
4.为掘进机自动化和智能化技术的发展提供了实践经验和技术支持。
四、研究方案及进度安排
1.第一阶段（前两周）：文献调研和方案设计。
2.第二阶段（2-5周）：基于相机视觉的姿态检测算法的设计和实现。
3.第三阶段（5-8周）：基于IMU惯性测量单元的姿态检测算法的设计和实现。
4.第四阶段（8-10周）：姿态信息融合算法的设计和实现。
5.第五阶段（10-12周）：自动导向算法的设计和实现。
6.第六阶段（12-14周）：系统测试和实验验证。
7.第七阶段（14-16周）：论文撰写和答辩准备。
五、参考文献
1.李晓智，黄树艳，崔会莉.基于相机的移动机器人姿态测量及其控制方法[J].吉林大学学报(工学版),2019,49(05):1410-1415.
2.李相奎，杨波，王洪涛，赵玲玲.基于惯性导航系统和GPS的姿态融合算法[J].电子技术,2016,06:43-46.
3.刘义军，曾志松，王琦瑎，李震.基于多传感器数据融合的天地一体化机器人导航系统[J].机器人技术与应用,2019,8(02):9-14.
4.王爽.自动化导向技术在掘进机施工中的研究[D].浙江大学,2015.
5.戴国华，岳强，谢敏，韩慧琳.基于惯性导航系统的三维导航算法研究[J].精仪与微米技术,2016,35(09):26-30.