1. 研究目的与意义

自1954年机器人技术萌芽至今，机器人已广泛配备与机械制造，智慧制药等高新产业，机器人技术的发展，是科学技术发展的一个必然趋势，也是一个综合性结果。全球各国自第二次世界大战后，都加大了经济生产的投入，大大加速了机器人技术的发展，机器人技术的萌芽与产生，是人类探索自然，发现自然的客观需求，将在生产力发展的道路上发挥出不可小觑的作用。

机器人简单来说，是一种类人的机械设备或自动化设备，具备一系列功能，如作业功能，感知功能等，能在特定场合自动完成特定工作。机器人的发展，主要用于解放生产力，致力于完成一些高精复杂，简单重复性工作。而服务机器人是机器人其中一种，主要用于为人类生活作业等提供方服务帮助，多见于农业，加工业等诸多行业，常见的服务机器人有扫地机器人，餐厅服务机器人等等。

本课题主要研究服务型机器人系统设计与导航方法，探讨服务机器人结构规划设计，帮助促进机器人得到人类世界更加广泛的接受和关注，同时研究相信研究服务机器人技术，日后在一定程度上能够提高生产效率，降低生产成本。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要研究服务型机器人的系统设计与导航方法的研究，初步实现能够在室内完成自主导航，并具备一定的人工智能。

按照预期目标完成报告编写和代码仿真，合理设计机器人的整体结构图，并对其重要部位进行具体细节设计，包括四轮底盘，钳夹式手臂等绘制具体结构图，对服务机器人常使用的硬件进行了解和参数分析，并筛选出合适的硬件进行硬件系统设计，以保证服务机器人的稳定性和续航能力等。

此外，实现服务机器人设计的基本功能，使其能够在室内实现自身定位，并利用相关技术实时绘制构建周身地图，并且进行路径规划，实现其智能导航功能，研究服务机器人的特征提取和图像识别的相关技术，并对该算法原理进行理解分析。

3. 研究的方法与步骤

1.利用autocad完成服务机器人基本整体结构设计，包括四轮底盘和钳夹式手臂的具体设计。

2.利用二值化图像处理技术实现道路的导航系统。

3.利用嵌入式技术原理完成机器人控制硬件系统设计，包括舵机调节，pid控制系统。

4.利用slam技术，基于深度学习，完成机器人的定位系统设计。

4. 参考文献

[1] 蔡自兴，贺汉根，陈虹．未知环境中移动机器人导航控制理论与方法[m]．北京：科学出版社，2009

[2] 陆新华，张桂林.室内服务机器人导航方法研究[j].机器人,2003,25(1):81-87

[3] 张炜．环境智能化与机器人技术的发展[j]．机器人技术与应用.2008,3(1):13-16．

[4] 欧青立, 何克忠.室外智能移动机器人的发展及其关键技术研究[j],机器人，2000, 22(6): 519-526

5. 计划与进度安排

（1）2022.1.19-2022.3.8 查阅资料，填写开题报告，完成外文资料的翻译；

（2）2022.3.9-2022.3.20 熟悉matlab开发环境和其他仿真环境；

（3）2022.3.21-2022.3.31 研究基于嵌入式系统的服务机器人设计方法和原理；

（4）2022.4.1-2022.4.30 编程仿真实现基于嵌入式系统的服务机器人自主导航；