2010基于多传感器的智能吸尘机器人路径最优策略研究.doc

附件2：项目编号：大学生科技创新项目申 报 书创新项目名称：基于多传感器的智能吸尘机器人路径最优策略研究 创新项目负责人： 郁俊超 项目负责人专业： 计算机科学与技术 学校名称： 浙江树人大学 申报日期： 2010 年 6 月 18 日浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）实施办公室 制填写说明一、申报书要按照要求，逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。二、格式要求：申报书中各项内容以Word文档格式填写，表格中的字体为小四号仿宋体，1.5倍行距；表格空间不足的，可以扩展或另附纸张；均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。三、申报书由所在学校领导审查、签署意见并加盖公章后，一式2份（均为原件），报送至团省委学校部。一、项目简介项目概况项目名称基于多传感器的智能吸尘机器人路径最优策略研究项目性质（）基础研究 （）应用基础研究项目来源（）自主立题 （）教师指导选题起止时间自 2011 年 01 月 至 2011 年 12 月项目状况研发阶段 2、中试阶段 3、批量（规模）生产（选项打）申请人姓名郁俊超性 别男出生年月1989.10入学年月2008所在院系信息学院联系电子信箱840162398项 目 组主要成员姓名年龄性 别专业具体分工平奕峰20男通信工程091场地建设陈爽21女通信工程091传感器设计吴礼承21男土木工程092算法、编程张岱21男土木工程092算法、编程项目指导教师姓名胡峰俊性 别 男出生年月1980.9主要研究方向 人工智能、图像处理近三年获奖成果：国家级_等奖_项，省部级_等奖_项近三年科研经费_2.1_万元，年均_0.7_万元项目主要内容简介智能机器人是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。近年来,机器人作为机械学、电子学、计算机技术、人工智能等学科的典型载体被广泛地用来作为高校教学和研究的选题之一。从智能机器人吸尘功能的特点出发，利用红外传感器、光敏传感器等对环境进行检测，驱动电机，使机器人按照预定的方案，遍历平面结构的模拟的房子， 尽量遍历房子的每一个角落，这个工作受到多个因素的影响，包括墙壁、障碍物等，最后我们模拟现实生活中的家用吸尘器清理房间的过程。二、项目的研究目的及意义1、申请项目的必要性、目的及意义智能吸尘机器人将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融合起来，实现在室内打算的目标，替代传统繁重的人工清洁工作，近年来已受到国内外的研究重视。作为智能移动机器人的一个特殊应用，从技术层面上讲，智能吸尘吸尘器比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性。从市场前景角度讲，自主吸尘器将大大降低劳动强度，提高劳动效率，适用于家庭和公共场馆的室内清洁。虽然国内外很早就开始对智能吸尘机器人进行研究，总的来说研究还有待于深化，以及机器人价位偏高。在全局定位和多房间的自定位和智能决策，还有在自动避障方面都有待加强，吸尘覆盖率、路径规划等方面也存在一些缺陷。 本项目的申请可以促进大学生动手能力的增强，并且为参加全国智能机器人大赛打下基础。2、项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围本研究课题研究的内容是在如图1-1实验场地下，尽可能让机器人遍历场地中的每一个角落，并在机器人移动过程中，能自动避开障碍物，机器人在工作过程中可以沿墙走，也可以采用其它控制策略。目前，机器人全区域覆盖策略上我们考虑采取左手规则, 左手规则是指机器人始终沿着左边的墙壁行走,一直走完全程。该规则要求机器人能实现沿着墙壁前进, 在场地转弯处或是门口时,机器人能自动转过去;当前方有障碍物时,机器人能自动躲避;需要判断方位时可以利用指南针来确定。在对机器人进行改装的时候，我们使用到如下几个传感器：1）碰撞传感器 2）红外传感器 3）灰度检测传感器 4）光电编码器。我们在机器人的四周装上四个碰撞传感器，是机器人有感知碰撞信息的能力。红外传感器用来检测周围的障碍物，检测距离范围为10-80cm。灰度检测传感器检测地面反射光线的强度。光电编码器用于测量智能机器人的运行速度。我在采用以上几种传感器，要考虑到传感器的速度、数量，已经它们之间的融合并考虑到效率。图1-1 智能吸尘机器人实验场地3、实施该项目所具备的基础、优势和风险指导教师毕业课题就为图象处理方面，并参与多个省级课题，发表多篇论文被EI、ISTP索引， 并申请了多项软件著作权，并主持一项教育厅课题。参与浙江省科技计划项目“基于射频识别和图像理解的智能监控系统的研究与实现（2006C31011）”,参与浙江省自然科学基金“大流量高频激振器关键技术研究(Y107605)”,参与浙江省科技计划项目“高频电液激振器的研制（2009C31095）”。软件著作权：交通流信息视频采集系统软件V1.0。虚拟交流社区系统V1.0 本项目是前沿领域的一些研究，设计到计算机编程，传感器的设计，存在一定难度，但是我们有信心在指导教师的带领下按时完成项目。4、项目计划目标完成智能吸尘机器人实验室场地建设完成智能吸尘机器人的组建，并运用各种类型的传感器总结智能机器人设计、调试，在各种不同环境下调试机器人的经验，写一个论文报告三、预期成果、知识产权形成及经济、社会效益分析1、 项目的预期成果及知识产权归属情况开发智能吸尘机器人调试程序参加全国智能机器人大赛知识产权归树人大学所有。2、 项目的市场前景分析智能机器人大赛是多种技术渗透交叉的新领域，对涉及到的多学科具有积极的推动作用；鼓励大学生投身其中，有利于培养我们开拓创新，积极进取的精神，通过交流和竞争，代表各学校的参赛队今后将在更高的水平上进行切磋。机器人大赛大赛的举办给人们在加强实践教育、培养创新人才，探索新时期的人才培养模式方面带来了一些启示。3、 项目的盈利能力分析及财务预算预算：资料印刷：1500￥，设备费：6000￥，交通费：500￥， 调研：1500￥，其它：500￥4、 项目的社会效益分析通过参加全国大赛，可以激发我们从事科研的兴趣，培养我们刻苦钻研、实事求是、探索创新的精神，还有利于他们树立为国家大事业献身奋斗的志向。能让参加大赛的队员，了解自己认知和能力上的不足，明确了努力奋斗的方向，坚定了从事科学实践的信念。通过参加智能机器人大赛从各方面对自己进行锻炼，这正符合大赛培养一流拔尖人才的目标，也肯定能提高浙江树人大学学生的竞争力，提高就业，为学校争得荣誉。四、项目实施进度方案起始年月进度、目标（限填80字）2011.012011.02前期的资料收集，智能机器人场地规划、建设，实验环境布置2011.032011.06 机器人调试、传感器的设置，编程环境的了解，学习2011.072011.09 考虑机器人全覆盖算法的选取，以及利用多传感器采集数据，并考虑多传感器的位置，对搜索算法的影响2011.102011.12 最后调试程序，初步完成智能机器人吸尘的功能，完成实验报告五、项目组承诺承 诺 书以上所填内