中国计量学院现代科技学院
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名： 学 号：
专 业： 自动化
班 级： 自动化112 班
设计（论文）题目：
轮式移动机器人目标色块跟踪运动控制器
指导教师：
系： 机电工程系
2015年3月15日
一、选题的背景和意义
随着计算机、网络、机械电子、信息、自动化以及人工智能等技术的飞速发展，轮式移动机器人的研究进入了一个崭新的阶段。同时，太空资源、海洋资源的开发与利用为轮式移动机器人的发展提供了广阔的空间。目前，智能轮式移动机器人，无人自主车等领域的研究进入了应用的阶段，随着研究的深入，对轮式移动机器人的自主导航能力，动态避障策略，壁障时间等方面提出了更高的要求。地面智能机器人路径规划，是行驶在复杂动态自然环境中的全自主机器人系统的重要环节，而地面智能机器人全地域全自主技术的研究，是当今国内外学术界面临的挑战性问题。
随着轮式移动机器人技术的发展及其在工业军事等领域中的广泛应用，有关轮式移动机器人的理论设计制造和应用的新的技术学科——机器人学，已经逐渐形成，并越来越引起人们广泛的关注。机器人学是一门综合性很强的学科，它涉及现代控制技术、传感器技术、计算机系统和人工智能等多门学科．但是它又有自身的系统性和专业性。内容极为丰富、广泛，其中专业性比较强的有机器人动力学和运动学、机器人轨迹规划和运动控制、机器人的传感技术、机器人的编程语言、机器人的智能和任务规划等。其中机器人的运动控制是实现机器人航迹控制的关键。
运动控制是轮式移动机器人的执行机构，对机器人的平稳运行起着重要作用。随着新的智能控制算法的不断涌现，轮式移动机器人正向着智能化方向发展，这就对运动控制系统性能提出了更高的要求。设计实现智能轮式移动机器人的控制系统，能够熟悉轮式移动机器人硬件和软件的开发，掌握轮式移动机器人的运动控制特性，为后续的轮式移动机器人的功能扩展搭建一个可行、稳定的平台，而这个平台则可以成为多种机器人开发的公共基础平台。实现智能轮式移动机器人控制系统的开发具有一定的现实意义，将为以后的轮式移动机器人开发奠定坚实基础。
二、研究内容与拟解决的主要问题
1.研究内容：
包括控制电路的设计原理图，模块设计思路，以及对该电路的功能进调试的波形图。从调试结果论证了电路的有效性。
第一部分简单介绍了轮式移动机器人的组成部分，本课题的背景、来源和目的。
第二部分主要介绍了整体的设计思想，包括需求分析、总体设计及工作原理等
第三部分功能模块详细介绍控制电路的原理图及其分析，为本文的核心内容。
第四部分功能模块对控制电路板进行调试，通过实验测量及观察电路波形，论证成品的有效性。
2.拟解决的主要问题
本课题要涉及一个控制电路实现传感器功能包括红外传感器、光敏传感器、碰撞传感器等。控制电路实现对两个直流电机的驱动控制。机器人采用这样的控制电路可以完成诸如自主避障、自主循迹等实验。使得轮式移动机器人的实时性好，可靠性高，且因为外部接口具有同用性，故具有灵活的可扩展性和可重构性。
三、技术路线、研究方案与可行性分析
结合机器人的组成结构，以及对控制系统实时性，可靠性，以及灵活性的要求。采用从顶至下的设计思想，本文主要从以下几个方面来完成对控制系统的设计。
1）微控制器（MCU）：包括MCU芯片工作的外围电路。
2）执行机构：包括电机驱动电路等。
3）电源：用于给各个芯片供电和供给电机电能。
4）传感器：包括红外传感器、光敏传感器、碰撞传感器等。
5）机器人控制电路的总体结构
四．实施计划
第1-3周 明确设计任务，查阅相关中英文资料，撰写开题报告；
第4-5周 在导师的协助下修改开题报告，通过开题报告答辩；
第6-7周 根据开题报告的既定方案着手实施，进行详细的电路设计，购买元件，完成硬件方面的制作；
第8-11周 软件程序设计，进行整体调试；
第12-13周 进一步修改完善方案；
第14-15周 进行论文撰写，指导教师修改论文，论文定稿打印，指导教师撰写评语；
第16周 接受学科论文评阅，总结毕业设计经验，准备答辩；
第17周 毕业设计答辩；
五.主要参考文献资料
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