1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

机器人的发明是二十世纪最伟大的科学成就之一。在四十余年的时间里，机器人已经极大的改变了人类的生产生活方式。展望未来，机器人将深入人类生产生活的各个方面，成为人类的得力助手和可靠朋友^[1]。目前自主移动机器人是机器人研究的一个热点领域^[2]。移动机器人是一种集路径规划、导航、避障、轨迹跟踪、视觉伺服于一体的高度智能化的，并且能够在复杂恶劣环境中实现自主运动的一类机器人^[3]。移动机器人一般是由自身所携带的各类型外部传感器、智能控制设备、远程遥控器组成的一种非线性系。譬如扫地机器人、救援机器人、医用机器人、无人驾驶车等，这些机器都具有可自主移动的功能，如图1.1所示。移动机器人的智能化主要体现在它可以替代人类在异常危险和恶劣的自然环境下从事复杂的重复性作业，也可以帮助人们在人类不能到达的外太空从事科学研究工作。相比于工业机器人而言，移动机器人的灵活性和机动性是其最大的优势，移动机器人可以把人类从重复性的体力工作和恶劣的劳动环境中彻底解放了出来，因此，移动机器人对整个社会的经济发展起到了巨大的推动作用。

随着我国经济水平的提高，人们对生活品质提升的需求越来越迫切。具有自主移动功能的移动机器人可以极大方便人们的生产生活。青年劳动力短缺、双职工、人口老龄化等衍生出的家庭监护等问题可以用具有自主移动功能的家庭服务机器人协助解决。但目前市场移动机器人价格偏高，特别是软件成本较高、通用性和拓展性差，这极大的影响了移动机器人的大面积推广，此外，移动机器人的轨迹控制和运动精度问题也是目前亟待解决的任务。因此设计一款基于开源的操作系统的移动机器人控制系统将会促进移动机器人的推广，具有较高的社会价值。而设计控制系统的前提是基于大量的实验研究和编程仿真，本课题就是为了解决上述问题而提出的，通过对移动机器人在matlab机器人工具箱中的编程仿真操作和ros系统下的实验验证进行典型移动机器人的运动学仿真与性能指标评价，从而为今后移动机器人的控制系统做良好的铺垫。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究目标

本论文的研究目标是为今后设计一款基于开源的操作系统的移动机器人控制系统而所作的前期准备工作，即典型移动机器人的建模、编程和仿真，并且在ros下进行实验验证与演示，通过这些编程仿真和实验研究对移动机器人的运动学性能指标作出评价，为后续设计控制系统奠定基础。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]蔡自兴,谢斌.机器人学[m].北京:清华大学出版社,2015.

[2]roland siegwart.自主移动机器人导论[m].西安:西安交通大学出版社,2013.

[3]任国华.移动机器人轨迹跟踪与运动控制[j]. 机械设计与制造，2014,3(3), pp.100-106.