移動機器人避障及分布式協(xié)調(diào)控制研究的開題報告

移動機器人避障及分布式協(xié)調(diào)控制研究的開題報告1、研究背景隨著科技的快速發(fā)展，移動機器人技術成為了當前熱點領域之一。移動機器人在工業(yè)、服務、軍事等方面都有廣泛的應用。但是，移動機器人在工作過程中可能會遇到各種復雜的環(huán)境，如環(huán)境不確定性、異構性、動態(tài)性等，這些都會對移動機器人的避障能力、協(xié)作能力等提出新的挑戰(zhàn)。因此，研究移動機器人避障及分布式協(xié)調(diào)控制技術迫在眉睫。2、研究目的本研究旨在提高移動機器人在復雜環(huán)境中的避障能力和協(xié)作能力，具體研究目的如下：（1）研究移動機器人避障算法，并對不同環(huán)境、不同類型障礙物進行實驗驗證。（2）研究分布式控制算法，設計移動機器人協(xié)同避障方案，提高移動機器人的協(xié)作能力。（3）基于ROS（機器人操作系統(tǒng)）平臺，實現(xiàn)移動機器人的避障和協(xié)同控制并進行實驗驗證。3、研究內(nèi)容（1）移動機器人避障算法研究本研究將采用典型的基于激光雷達的避障算法，設計針對不同類型障礙物的避障方法。實驗將包括對室內(nèi)、室外等環(huán)境進行避障，并對遇到的固定障礙、移動障礙物等進行實驗驗證。（2）分布式協(xié)調(diào)控制研究本研究將采用多機器人系統(tǒng)架構，在修改ROS-WIFI設定基礎上，完成機器人間通訊設置并設計相應的控制算法，以實現(xiàn)多機器人之間的協(xié)同避障。（3）實驗驗證本研究將基于搭建的移動機器人實驗系統(tǒng)和ROS操作系統(tǒng)平臺，進行避障和協(xié)同控制實驗。為驗證本文提出的算法，將通過與已有算法進行比較實驗。4、預期成果（1）針對實際情況提出針對不同類型障礙物的避障算法，并對室內(nèi)、室外等環(huán)境進行避障實驗驗證；（2）基于分布式控制算法設計移動機器人協(xié)同避障方案，實現(xiàn)多機器人之間的協(xié)同避障；（3）設計移動機器人避障系統(tǒng)，包括硬件設計和軟件設計，基于ROS操作系統(tǒng)平臺實現(xiàn)移動機器人的避障和協(xié)同控制；（4）通過實驗驗證，證明本研究提出的算法和系統(tǒng)在移動機器人避障和協(xié)同控制方面取得了較好的效果和性能。5、研究方法（1）文獻綜述：對國內(nèi)外有關移動機器人避障和協(xié)同控制的研究進行綜述，分析各種算法的優(yōu)缺點和適用性。（2）避障算法設計：針對不同類型障礙物，設計避障算法，并進行實驗驗證。（3）協(xié)同控制算法設計：基于ROS操作系統(tǒng)，設計分布式協(xié)調(diào)控制算法，實現(xiàn)多機器人之間的協(xié)同避障。（4）系統(tǒng)實現(xiàn)：基于ROS平臺，實現(xiàn)移動機器人系統(tǒng)的避障和協(xié)同控制功能，包括硬件設計和軟件設計。（5）實驗驗證：通過避障和協(xié)同控制實驗，驗證算法和系統(tǒng)的效果和性能。6、進度安排第一年：完成文獻綜述和避障算法設計，開始實驗驗證。第二年：完成協(xié)同控制算法設計并通過實驗驗證，完成系統(tǒng)開發(fā)和實驗驗證。第三年：完成數(shù)據(jù)分析、論文撰寫和畢業(yè)論文答