机器人工程ROS方向应用型本科毕业设计重点课题学生验收成果

Posted 2021-12-04 zhangrelay

所有成果都是在学生努力下独立完成，不仅有一系列佐证材料，也找到了不错的工作。但是毕业设计成绩并不理想，答辩成绩偏低，非常可惜。

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学生CSDN博客：

锡城小凯的博客_锡城筱凯_CSDN博客-▶机器人操作系统ROS,▶机器人仿真,▶linux领域博主

github： github.com/JackyMao1999

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2021年5月古月居校园行：

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本科毕业设计（论文）重点资助课题申报表

一、选题综述

 1．选题：本课题国内外研究现状述评、选题的依据。2．内容：本课题研究的基本思路和方法；主要观点。3．预期价值：本课题理论创新程度或实际应用价值。

选题：随着现代图书馆藏书量的不断增加,靠人工完成的图书分类、上下架、搬运等操作变得日益繁重,图书管理任务仅靠传统的人工操作早已难以完成。因科技、互联网的爆炸式的发展,高度智能化、自动化、信息集成化改变了传统的经营模式,在中国杭州、美国纽约等地已经出现了无人超市,都使用各种自动化机械与软件系统替代人工完成的商品分类、管理等操作。而有着保存人类文化遗产、开发信息资源、社会教育等重要职能的图书馆,使其智能化、自动化、信息集成化,建立自动化设备替代人工完成图书的分类、上下架、搬运的无人图书馆是未来发展的必然趋势。

深圳宝安图书馆使用AGV机器人进行图书分拣，分拣过程中对图书也是非常不友好，只是将他们扔到另一群AGV机器人的书箱中，效率也非常低，一次只能分类一本，而且最终依旧需要图书馆的工作人员参与，工作人员要推着小车到不同的图书归还处，将书收集回来，分类并重新上架。

内容：自动引导小车(机器人)是一种依靠指令自动完成运输任务的机械运输设备,它被运用在给定的路径和场景布局中。可以使用机器人来实现无人图书馆搬运、图书上下架的工作。机器人管理系统能够对机器人定位,可以自动对操作路径进行规划以及自动下发和接受操作任务。结合无人图书馆实际应用场景的需求,研发一种智能机器人,使其与图书馆管理系统相适应,可对多台、多种类的机器人进行管理及调度,并应用于书柜借还书籍、阅读以及其他图书馆场景,构建作用在图书馆中的微型物流体系,使人们能够方便地享受图书馆带来的快捷服务,节省时间,能够愉悦的享受图书馆的信息资源;同时也节约了人工成本、减轻了管理员与工作人员的工作负担,降低了图书馆的运营成本,具有较大的现实意义和实用价值。本文针对图书馆的实际管理方式,如图书分类、上下架等问题,利用机器人系统对传统管理方式进行了改进;主要是结合图书馆的图书管理系统及所要求的功能进行了系统的设计与整合,目的是结合实际的图书馆环境,构建机器人管理与调度系统,并进行机器人路径规划的算法研究,在此基础上,应用面向对象、多线程和模块化等编程技术,基于ROS开发平台并使用C++或Pyhton语言进行了系统开发。具体步骤如下：

1. 使用webots仿真环境进行导航、机械臂算法调试。
2. 使用matlab仿真机械臂。用户将书放入存储柜，机器人主动接收并且分拣。使用机械臂达到书本上下架的功能。

基于ROS机器人操作系统使用C++或Python语言进行机器人的系统开发。后续可能将ROS1移植到ROS2开发环境中。

预期价值：机器人管理与调度系统能够通过上位机进行远程调度并监控机器人的运行,还能够实现机器人的路径规划,包括自动规划和手动规划,可以自动或手动控制机器人运行,且运行满足一定的精度。系统中也会预留一些接口,使低廉的设备投入则可用于大部分图书馆,系统可移植性好。系统还可以与高级图书馆所使用的智能机器人进行对接,使机器人更加灵活,图书管理更加自动化、智能化。通过本课题的研究,可以有效改善图书馆搬运体系,降低运营成本,让人们享受图书馆方便快捷的优质服务。

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 二、预期成果

1. 仿真软件及相关算法

2. 发表论文一篇

3. 系统设计方案一套

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预期目标全部实现，学生在实习的同时，挤出时间保质保量完成毕业设计相关工作，基本都是周末和晚上熬夜。

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1. 发表论文一篇（基于Webots的SLAM算法及其系统实现研究[J].常熟理工学院报,2021,35(05):46-52.）
2. github发布开源程序（https://github.com/JackyMao1999）
3. csdn发布系统设计方案一套（https://blog.csdn.net/xiaokai1999）访问量12万+

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