基于航迹推算的全向移动机器人定位及磁导航的研究的任务书.docx

基于航迹推算的全向移动机器人定位及磁导航的研究的任务书
任务书
一、任务背景和目的
全向移动机器人是一种能够在任意方向上运动的机器人，它由多个轮子组成，能够实现平移、旋转等多种运动方式，广泛应用于制造业、医疗、安防等领域。然而，全向移动机器人在室内定位和导航方面还存在一些难题，如何精确地定位机器人的位置，如何在室内环境中实现准确导航等问题亟待解决。
本研究旨在基于航迹推算的方法，研究全向移动机器人的定位问题，在此基础上探讨磁导航在机器人导航中的应用。
二、研究内容和研究方法
1.研究内容
（1）全向移动机器人的轨迹推算算法：采用传感器测量数据，结合机器人运动学模型，推算出机器人的运动轨迹。
（2）全向移动机器人的定位问题研究：根据轨迹推算算法获得的机器人运动轨迹，结合高精度地图，通过卡尔曼滤波算法等定位方法，定位机器人的位置。
（3）磁导航在机器人导航中的应用研究：通过在机器人轮子上安装磁铁，结合地磁传感器，实现机器人在磁场作用下的导航。
2.研究方法
（1）实验研究法：建立实验平台，在室内环境中对全向移动机器人进行轨迹推算、定位和导航实验，获得实验数据。
（2）数学模型法：针对机器人运动学特点，建立机器人运动轨迹的数学模型，进行模拟实验。
（3）算法设计法：设计卡尔曼滤波算法、磁场计算算法等方法，提高机器人定位和导航精度。
三、成果要求
1.实验数据：记录全向移动机器人在室内环境中的轨迹、定位和导航等数据，形成完整的实验数据集。
2.软件系统：实现全向移动机器人的轨迹推算、定位和导航等功能，具有良好的用户界面和运行效率。
3.学术论文：撰写学术研究论文，介绍全向移动机器人定位及磁导航的研究过程、方法和结果，具备一定的学术价值。
四、进度与安排
1.第一阶段：全向移动机器人的轨迹推算算法研究和模型建立。时间：2周。
2.第二阶段：全向移动机器人的定位算法设计和模拟实验。时间：4周。
3.第三阶段：全向移动机器人的磁导航应用研究和实验验证。时间：4周。
4.第四阶段：论文撰写和软件系统开发。时间：3周。
五、预期目标
通过本研究，预期实现以下目标：
1.研究出可行的全向移动机器人轨迹推算算法，提高机器人运动轨迹精度和稳定性。
2.研究出精确的全向移动机器人定位算法，实现机器人在室内环境中的精确定位。
3.探讨磁导航在机器人导航中的应用，增加机器人在室内环境中的导航精度和可靠性。
4.开发出软件系统，实现机器人轨迹推算、定位和导航等功能，并实现良好的用户界面和运行效率。
5.撰写学术论文，介绍本研究的过程、方法和结果，具有一定的学术价值。
六、参考文献
1.李超.移动机器人定位方法研究[D].北京航空航天大学,2005.
2.吕立民,侯军.全向移动机器人轨迹跟踪的控制方法研究[J].计算机工程,2005(11).
3.曹亚东,沈家本.基于卡尔曼滤波的航迹推算方法研究[C],机械制造展.有限公司,2008.
4.林晓丹,王思毅.基于机器视觉的全向移动机器人定位与控制系统设计[J].计算机化制造,2009(2).