刘江胜安徽工业大学大学生创新训练项目申报书.docx
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刘江胜安徽工业大学大学生创新训练项目申报书
安徽工业大学
大学生创新训练项目申报书
项目编号
项目名称智能旅游机器人地形探险系统设计
项目负责人刘江胜联系电话
所在学院电气与信息工程学院
学号3专业班级自动化12级2班
E-mail
指导教师李丹
E-mail
申请日期2013年11月11日
起止年月起于2013年11月，止于2014年11月
项目级别：
A
■国家级
B
□省级
C
□校级□重点□一般
二○一三年一月
填写说明
1.本申请书所列各项内容均实事求是，认真填写，表达明确严谨，简明扼要。
2.申请人可以是个人，也可以为创新团队，首页只填负责人。
“项目编号”一栏不填。
3.项目所属一级学科：
项目内容所属的一级学科，3位代码，按照中华人民共和国学科分类与代码简表（国家标准GB/T13745-2009）。
4.“项目来源”栏填写“学生自主选题”、“学生来源于教师科研项目选题”、“学生承担社会、企业委托项目选题”。
“来源项目类别”栏填写“863项目”、“973项目”、“国家自然科学基金项目”、“省级自然科学基金项目”、“教师横向科研项目”、“企业委托项目”、“社会委托项目”以及其他项目标识。
5.本申请书用A4纸正反面打印，左侧装订成册。
可网上下载、自行复印或加页，但格式、内容、大小均须与原件一致。
6.负责人所在学院须认真审核，经初评和答辩，签署意见后，将申请书（纸质版）报送工创中心创新实践教学科，电子版发至。
一、基本情况
项目
名称
智能旅游机器人地形探险系统设计
所属
学科
510
项目
来源
学生自主选题
来源项目类别
申请
金额
10000元
起止年月
年月至年月
项目负责人及团队成员信息
姓名
性别
学号
院系专业
年级
联系电话
项目中的分工
刘江胜
男
3
电气与信息工程学院自动化
2012级
何成龙
男
7
电气与信息工程学院自动化
2012级
龚朝光
男
8
电气与信息工程学院电子
2013级
指导教师基本情况
姓名
性别
年龄
院系（课部）
职称
职务
联系电话
E-mail
李丹
女
18
电气与信息工程学院
副教授
1396538
负责人曾经参与科研的情况
第九届飞思卡尔智能车竞赛创意组一等奖
指导教师承担科研课题情况
主持国家自然科学基金“巡线机器人运动模型辅助立体视觉导航”
主持安徽省教育厅重点项目“基于双目视觉的料仓储料面三维测量技术研究”；
参与国家自然基金青年科学基金“基于图像处理技术的输电线路故障诊断”；
指导教师对本项目的支持情况
提供资金、技术等各方面的支持
二、立项依据（可加页）
一、
研究目的
智能机器人作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探、危险作业等等的用途。
因此研究和开发智能机器人控制系统具有十分重要的意义。
本设计是以中国机器人大赛暨RoboCup公开赛“机器人旅游”项目为背景，采用:
MK60DN512ZVLQ10作为主控芯片，设计制作了一款人型智能循迹机器人。
本文采用总分的形式展开的，首先从整体设计上对机器人做个简单的概述，再分别从机器人的硬件结构和软件设计进行了详细的描述。
二、研究内容
1、阵列灰度对管循迹。
通过对道路的横向扫描判断路径规律，实现智能寻线的目的，
2、光电接近开关检测障碍。
通过多个接近开关的检测状态判断当前的障碍位置及障碍类型（这是在已知的路径地图上可以使用的检测障碍的方式，在位置地图的情况将是未来进一步设计研究的方向。
）。
3、连续运行时间的自动计时。
让机器人感知自己的“体力”及特殊情况下对时间的要求，例如中国机器人大赛暨RoboCup公开赛“机器人旅游”项目就限定了机器人出游的时间为120s。
4、路径规划。
出游的路径千奇百怪，不同的出游路径对获得的分值都有影响。
本题可以实现机器人在不同位置采取不同路径算法已达到最优控制的效果。
三、国内外研究现状和发展动态
1、中国机器人大赛暨RoboCup公开赛开设“机器人旅游”项目。
让许多大学生自己动手接触旅游机器人，制作旅游机器人。
比赛以限时计分为手段检测旅游机器人的优越性。
旅游机器人要快速，准确的到达景点、通过障碍、回到起始区。
2、美国航天局（NASA）正在研发一种称为SWARMIE的机器人，它可以登上环境恶劣的行星并寻找水、生命或能被宇航员用作火箭燃料的材料。
据称，每个这种机器人都拥有一部网络摄像头、无线网卡天线和全球定位系统。
它们独自搜索一个区域，发现有价值的东西后就会呼唤同伴。
3、DY-I型导游服务机器人是海尔-哈工大机器人技术公司推出的第一代智能旅游机器人，该机器人由伺服驱动系统，多传感器信息避障及路径规划系统，语音识别及语音合成系统组成。
旅游机器人由蓄电池供电，可连续运行四小时，在一定的环境下可自主行走，并且能识别出障碍物是人还是路障，发出不同的反应，遇到人时机器人会说：
“您好！
欢迎您来到机器人世界。
”游客通过语音识别系统可以和机器人进行简单的对话。
该种机器人可应用于科技馆、商店和旅游场所进行导游服务。
第一代旅游机器人已在中国科技馆上班1年多了，该公司研制的第二代旅游机器人增加了多媒体功能，具有自动查询和场景解说等本领。
四、创新点与项目意义
以小见大，通过在旅游机器人身上的探索与实践，来设计出适用现实驾驶的自主辅助驾驶系统；并且顺应了时代发展的潮流，对解决现实中存在的问题有巨大参考价值和深远影响；了解机器人在外太空等未知环境下的行动能力优越性。
同时，作为一个大学生可操作的研究项目，通过大学生理论与实践相结合，解决实际生活中的问题，来提高大学生的科研的积极性和创造性、让机器人的技术为人类服务。
让太空探险成为可能。
五、技术规划
（一）、硬件模块及系统框图
灰度对管PWM车速
路径检测控制
MK60DN512
接近开关ZVLQ10PWM转向
障碍检测处理器控制
编码器TFT显示
测速控制
（2）、软件探险路径规划算法
1-1赛道地图
针对于中国机器人大赛暨RoboCup公开赛“机器人旅游”项目提供的地图信息，结合A算法、人工精神网络、蚁群算法、粒子群算法等算法的优缺点及在不同路径下的优势利用地图各点的分值归纳出：
优值定义及第i个景点去到j个景点的途中其合算程度
通过计算及各种尝试，确定了行驶路径算法，最后
做出以下算法（部分）：
（笔者下一步研究将面对未知路径进行算法规划。
）
六、项目研究进度安排
1、讨论研究设计总体方案2013年11月-2013年3月）
2、硬件设计和相关器件选型（2014年4月-2014年6月）
3、硬件电路的焊接以及调试（2014年7月-2014年10月）
4、软件设计（2013年7月-2014年10月）
5、总体系统的测试和调试（2014年10月-2014年11月）
七、已有基础
1.与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
研究积累：
已学习电路理论和数字电子技术基础，正在学习模拟电子技术基础，参加过2014届中国机器人大赛暨RoboCup公开赛、电子设计大赛、第九届飞思卡尔智能车比赛。
同时，正在参与第十届飞思卡尔智能车摄像头组的比赛。
已取得的成绩：
没有。
2.已具备的条件，尚缺少的条件及解决办法
（一）已具备的条件：
示波器，电烙铁，电压表等基本实验工具，基本的实验室。
（二）尚缺少的条件：
合适的实验室、试制产品的各种仪器和材料，以及检测产品性能所需的各种仪表。
（三）解决办法：
向指导老师或学长寻求帮助。
三、经费预算
开支科目
预算经费
（元）
主要用途
阶段下达经费计划（元）
前半阶段
后半阶段
预算经费总额
10000
4400
5600
1.业务费
4200
1600
2600
（1）计算、分析、测试费
0
（2）能源动力费
0
（3）会议、差旅费
4000
参加竞赛
1500
2500
（4）文献检索费
200
查找资料
100
100
（5）论文出版费
0
2.仪器设备购置费
购买仪器
3.实验装置试制费
4.材料费
5800
购买元器件
2800
3000
学校批准经费
四、指导教师意见
导师（签章）：
年月日
五、院创新教育活动指导小组意见
专家组组长（签章）：
年月日
六、校大学生创新创业训练计划专家组意见
负责人（签章）：
年月日
七、学校审核意见
负责人（签章）：
年月日
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