双臂巡线机器人系统设计与越障控制方法研究的任务书.docx

双臂巡线机器人系统设计与越障控制方法研究的任务书
任务书
一、主题
双臂巡线机器人系统设计与越障控制方法研究。
二、研究目标
在本课题中，我们旨在设计一个双臂巡线机器人系统，并研究越障控制的方法，以实现在行驶过程中克服障碍物的能力。具体研究目标如下：
1.设计出能够实现自主巡线的双臂机器人系统；
2.建立机器人系统的运动学模型，进行动力学分析；
3.研究基于视觉传感器的比例导航控制算法，并将其与机器人系统相结合；
4.优化越障控制性能，提高机器人越障能力；
5.对设计的双臂机器人系统进行实验验证，分析其性能，探究其适用性和实用性。
三、研究内容
1.双臂机器人系统设计
双臂机器人具有前后左右四个方向上的移动和两只手臂的动作控制，因此较常规的机器人具有更多的自由度和运动自由度。本课题要设计的双臂机器人系统要能够实现自主巡线，包括测量路面情况、定位自身位置和运动方向，调整运动姿态等功能。
2.运动学模型建立与动力学分析
对于机器人的运动学分析，需要首先建立机器人运动学模型。本课题要求设计合理的运动学模型，并对其进行分析和计算。同时，针对双臂机器人的复杂动力学特性，需要对其进行分析和计算，以确定机器人的动力学特性，并为后续的运动控制提供支持。
3.比例导航控制算法
本课题中要研究基于视觉传感器的比例导航控制算法，以实现机器人的自主巡线，并保证其运动稳定。该算法结合计算机视觉和运动控制技术，能够实现机器人在路面上的自主行驶，并实现路面的快速识别和导航控制。
4.越障控制的优化与实验验证
针对机器人在行驶过程中遇到的障碍物问题，本课题要对越障控制算法进行优化，提高机器人越障的能力。同时，对设计的双臂巡线机器人系统进行实验验证，以探究其性能和实用性，为后续研究提供支持。
四、研究方法
1.设计与组装双臂机器人系统。在实验室中设计和组装机器人系统，包括机构设计、电子装配和软件开发等。
2.达成机器人的自主巡线功能。运用计算机视觉、图像处理和控制算法，实现机器人在路面上的行驶与导航。
3.研究越障控制算法。基于机器人行驶过程中遇到障碍物的情况，优化机器人的越障算法，提高其越障的能力。
4.实验验证。在实验室中对设计的双臂巡线机器人系统进行各种试验，包括运动稳定性、导航精度、越障能力等测试，评估机器人的性能并探究其实用性。
五、研究进度安排
本课题的研究进程按照如下进度安排：
第一年：完成双臂机器人系统的设计与组装，并实现自主巡线功能；
第二年：建立机器人运动学模型，并进行动力学分析，开展对比例导航控制算法的研究；
第三年：研究越障控制的优化算法，并进行实验验证；
第四年：开展机器人性能评估，撰写论文，并提交论文答辩。
六、参考文献
1.ZhiqiangWu,ChanghongWang,“NavigationandObstacleAvoidanceControlofMobileRobotBasedonComputerVision,”InternationalJournalofAdvancedRoboticSystems,vol.13,2016.
2.ChaoLei,YihuiLiu,“DesignandControlofaTrackedMobileRobotwithOmni-directionalWheeledArm,”Sensors&Transducers,vol.239,2020.
3.K.Zhang,H.Gao,J.Hu,“Fuzzyneuralnetworkmulti-sensorfusionpositioningalgorithmformobilerobots,”AdvancesinMechanicalEngineering,vol.10,2018.
4.HaoZhang,JianWu,“ResearchonObstacleAvoidanceControlforRobotBasedonMulti-sensorFusion,”2019ChineseAutomationCongress,2019.
5.X.Chen,X.Huang,L.Zhang,“AReal-timeNavigationSystemforMobileRobotbasedonImageAnalysisunderDynamicEnvironments,”AppliedSciences,vol.10,2020.
以上参考文献提供了研究双臂巡线机器人系统设计与越障控制方法的理论基础，我们要在此基础上深入研究，探索新的方法和技术。