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轮式服务机器人室内场景理解与导航系统研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着智能技术的不断发展，服务机器人的应用范围越来越广泛，成为人们的生活必需品。服务机器人通过智能技术，能够完成人类的一些工作，并且在相应的场合发挥着很大的作用，服务机器人的出现为人们的生活增加了便利。
轮式服务机器人在服务机器人中具有极高的灵活性和适应性，可用于教育、酒店、医院、金融等许多场合，受到越来越多的关注。然而，轮式服务机器人面临的一个普遍问题是室内场景理解和导航，因为室内环境充满着不同的挑战，比如复杂的地形、家具的摆放和人们的行动等等。因此，研究轮式服务机器人室内场景理解和导航系统变得非常重要。
二、研究目的
本研究旨在设计和实现一个轮式服务机器人室内场景理解和导航系统，以深入了解室内环境、表现人物和物体，并导航到特定的位置或执行特定的任务。
三、研究内容
1.轮式服务机器人室内场景理解子系统
(1)提供特征提取算法，例如全景图像、颜色、边缘和角点。
(2)提供特征拟合算法，包括物体分割、分类和跟踪算法。
(3)提供语义分割算法，以标识特定区域以及抽取特定的停车位。
2.轮式服务机器人室内导航子系统
(1)为机器人提供地图构建算法，用于创建室内地图并确定机器人在地图上的位置。
(2)提供路径规划算法，以确定机器人到达目的地所需的最短路径，同时避免障碍物和不同类型的房间和区域。
(3)整合控制算法，用于控制机器人行驶、转向、停车和起步。
四、研究技术路线
1.采用深度学习技术，研究图像特征提取和分类算法。
2.针对水平面的物体分割和语义分割，采用基于尺度的滤波器和机器学习算法。
3.采用自主学习技术，实现地图构建和路径规划算法。
4.设计机器人动力学建模以及实时控制算法，实现机器人的运行和停止。
五、预期成果
根据研究任务与技术路线，预期可以实现一个完整的轮式服务机器人室内场景理解和导航系统，该系统可以自主完成室内路径规划、障碍物避免和室内目标寻找等任务，并为机器人的操作提供了更高水平的智能和灵活性，使得机器人在室内环境中能够更好的满足居家、办公和娱乐等不同领域的需要。
六、研究计划
时间安排：计划研究时间为1年。
第1-3个月：建立模型、数据采集、算法评估及优化。
第4-6个月：实验研究，初步验证系统的可行性和效果。
第7-9个月：深入优化系统，演示系统并获取客户反馈，对系统进行优化改进。
第10-12个月：完善系统，并进行实现与实验验证，形成论文及技术报告。
七、研究经费预算
该研究需要丰富的人力，物力和资金支持。初步估算，需要约300万元的经费用于硬件和软件设备的购置、工程人员的招募和薪资福利的提供等费用。
八、研究风险分析
本研究在实现轮式服务机器人室内场景理解和导航系统时，如果遇到技术困难会对研究产生一定的影响。目前，纵向跨越外界阻力以有效导航移动机器人的技术仍然是一个研究难题。另外，机器人在室内运动时，如果没有正确的路径规划，可能会与人和物体产生冲突，这也会影响机器人的安全性。
九、研究推广
本研究完成后，将会在家居生活、养老、医疗、金融和教育等领域推广使用。同时，我们将公开发表论文和技术报告，交流自身的研究成果和成果的应用效果，推动智能服务机器人领域的发展。
十、结论
本研究将为轮式服务机器人室内场景理解和导航技术提供一种实用的解决方案。该技术系统不仅能满足智能机器人在日常应用中对室内场景的理解和导航，并且可以更好地满足各种应用场景的需求，未来将会有更多的技术难题需要解决。