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轮式移动机器人导航控制与路径规划研究的任务书

一、研究背景与意义

随着机器人技术在工业、医疗、服务等领域的广泛应用，移动机器人的

导航控制与路径规划的研究意义日益凸显。轮式移动机器人主要应用于

室内环境，需要具备高精度的位置定位和路径规划能力，能够实现自主

运动、避障和导航等功能。

传统的轮式机器人导航控制方法主要基于红外线、超声波等传感器来实

现环境感知和障碍物避免。但由于受到传感器本身精度的限制和外部环

境的影响，导航精度和可靠性存在一定的局限性。而利用激光雷达、相

机等传感器来实现机器人定位和路径规划，已经成为当前最为主流的研

究方向。针对轮式移动机器人导航控制与路径规划的研究，将有助于解

决现有方法存在的问题，提高机器人的导航和路径规划精度和可靠性，

进一步扩展机器人在各个领域的应用范围和功能。

二、研究内容

1.轮式移动机器人环境感知技术研究

研究基于激光雷达、相机等传感器的环境感知技术，实现机器人对室内

环境的感知和地图构建。

2.轮式移动机器人局部路径规划研究

研究基于A*算法或其他优化算法的轮式移动机器人局部路径规划方法。

3.轮式移动机器人全局路径规划研究

研究基于D*算法或其他优化算法的轮式移动机器人全局路径规划方法。

4.轮式移动机器人运动控制研究

研究基于PID控制或者其他控制算法的轮式移动机器人运动控制方法，

实现机器人的自主运动、避障和导航等功能。

5.系统集成与实验验证

将研究所得结果进行系统集成，进行实验验证。

三、研究计划与进度安排

第一年

1.轮式移动机器人环境感知技术研究（6个月）

2.轮式移动机器人局部路径规划研究（6个月）

第二年

3.轮式移动机器人全局路径规划研究（6个月）

4.轮式移动机器人运动控制研究（6个月）

第三年

5.系统集成与实验验证（6个月）

四、预期成果

1.提出一种基于激光雷达、相机等传感器的环境感知技术，实现机器人

对室内环境的感知和地图构建。

2.研究出一种基于A*算法或其他优化算法的轮式移动机器人局部路径规

划方法。

3.研究出一种基于D*算法或其他优化算法的轮式移动机器人全局路径规

划方法。

4.研究出一种基于PID控制或者其他控制算法的轮式移动机器人运动控

制方法，实现机器人的自主运动、避障和导航等功能。

5.实现轮式移动机器人导航控制与路径规划的系统集成，并进行实验验

证。

6.本研究成果可用于轮式机器人在各种应用场景下的实际应用，在提高

生产效率、改善医疗环境、提高服务品质等方面具有重要的应用价值。