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无人移动平台自动跟随技术研究的开题报告
一、选题背景及意义
随着机器人技术的不断发展，无人移动平台越来越成为工业制造、物流配送等领域的研究热点。而在无人移动平台中，自动跟随技术是一种重要的功能，大大提高了系统的智能化程度，实现了无人操作的自动化控制。
自动跟随技术广泛应用于无人小车、无人物流车、机器人导航等场景。该技术可以使无人移动平台与人员之间的交互更加自然，降低了操作难度，提高了使用便捷性，大幅度降低了人工操作成本。同时，自动跟随技术也有强大的扩展性，可以更好地适应不同场合和应用场景的需求。
本研究旨在探究无人移动平台自动跟随技术的原理及应用，为进一步提高无人移动平台的智能化水平，实现自动化控制提供支持。
二、文献综述
目前，关于无人移动平台自动跟随技术的研究已经取得了大量的进展。常见的自动跟随技术有基于视觉系统、基于激光雷达系统、基于超声波系统、基于PID控制系统等。
基于视觉系统的自动跟随技术是将多种传感器信息进行融合处理，实现足迹跟随或特征跟随等方式来完成对目标的跟随。视觉系统在自动跟随技术中占据了重要地位，但其局限性在于对环境光照和背景的依赖性较强，不适用于所有场景。
基于激光雷达系统的自动跟随技术主要通过激光雷达的探测，实现无需环境光照，在所有场景中都具有优异的表现，但成本相对较高。
基于超声波系统的自动跟随技术根据超声波探测物体距离的原理，实现无需环境光照，在较短距离的场景下表现突出。但其鲁棒性较差，对复杂环境适应性不强。
基于PID控制系统的自动跟随技术常用于具有一定速度和加速度的机器人控制，结合不同传感器信息，实现对目标的稳定跟随。PID控制系统在无人移动平台控制中被广泛运用。
三、研究内容及方法
本研究将探究基于视觉系统的自动跟随技术，研究内容主要包括以下几个方面：
1.视觉特征提取与跟踪算法研究：主要研究如何从图像中提取出目标特征以及在连续图像中实现对目标的稳定跟踪。
2.跟随控制算法研究：主要研究跟随控制算法的设计与优化，通过对足迹跟随或特征跟随等实验方式的尝试，实现对目标的自动跟随。
3.系统集成与应用研究：基于跟随控制算法，将完整的视觉自动跟随系统进行集成与应用，并将其应用于无人移动平台中。
研究方法主要包括实验研究和仿真研究。通过搭建实验平台和仿真平台，进行系统的搭建和模拟，分析跟踪算法和控制算法的实际表现，并进行实验验证。同时，基于实验研究和仿真研究的结果，对算法进行优化和改进。
四、研究计划
本研究预计共分为3个阶段，具体计划如下：
第一阶段：文献综述及系统设计（1个月）
通过对无人移动平台自动跟随技术的文献综述，完成视觉特征提取与跟踪算法、跟随控制算法的设计，完成基本系统设计，明确实验需求，以及商业化可行性。
第二阶段：系统搭建和实验验证（3个月）
完成系统硬件搭建和软件编写，进行实验验证。采集实验数据及分析，完成算法验证。
第三阶段：优化改进及成果总结（2个月）
根据实验结果，对算法进行优化改进，提高跟随效果。对研究成果进行总结和展望，并撰写论文。
五、预期成果
本研究将以自动跟随技术在无人移动平台的应用为切入点，探究视觉特征提取与跟踪算法、跟随控制算法的设计思路和具体实现方式，完成无人移动平台自动跟随技术的系统搭建和实验验证，并根据实验结果进行优化改进，提高自动跟随效果。
期待达到的结果，研究设计出一种可行的无人移动平台自动跟随技术实现系统和相关的控制算法，提高自动跟随效果和综合性能，为无人移动平台的智能化水平提供支持。