毕业论文--基于CFD理论的机器人主动嗅觉定位技术研究

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1、 本科毕业设计 学学 院院: : 专专 业业: : 学学 号号: : 学生姓名学生姓名: : 指导教师指导教师: : 日日 期期: : 题目：题目：基于CFD理论的机器人主动嗅 觉定位技术研究 摘 要 移动机器人主动嗅觉定位技术的研究起源于上个世纪 90 年代欧美和日本一些发 达的国家，距今只有十几年的历史，但受到了广大专家和学者的关注。它集成了智能技 术传感器及信息处理技术仿生学控制科学、计算机科学流体力学等多种学科的 知识。 本文围绕室内环境下移动机器人主动嗅觉定位问题， 具体展开了以下几个方面的研 究工作： 首先，从选题背景与意义对国内外的相关研究进行了综述和分析，并阐述了国内外 主动嗅

2、觉机器人定位研究现状以及面临的问题。 其次，介绍了主动嗅觉的三个子过程（烟羽发现，追踪及气味源的确认）以及基于 湍流主控单机器人的主动嗅觉定位的策略（化学趋向性、风趋向性、信息熵） 。 再次， 介绍气体泄漏扩散的模拟方法和 Fluent 软件进行数值模拟的过程和基本原理 以及应用 Fluent 软件对主动嗅觉机器人定位的室内环境进行数值模拟， 并输出动态的泄 漏气体的烟羽浓度分布图及数据值。 最后，介绍烟羽函数未知时的搜寻策略。本文选用了半随机移动法的搜索策略，在 Matlab 中编写 M 函数文件，将泄漏气体的烟羽数据值导入 Matlab 中，实现 Matlab 移动 机器人与烟羽数据结合，

3、并模拟出机器人寻找泄漏源的路径。 关键词： 机器人； 嗅觉定位策略； 半随机移动法； III ABSTRACT Research on mobile robot localization technology of active olfaction has originated in the developed country such as Europe, the United States and Japan in the 1990s, although only has history more than ten years, majority of experts and schola

4、rs pay much attention to it. The active odor integrates the knowledge of multiple disciplines such as intelligence technology,sensor and information processing technology, bionics, control science, computer science as well as hydrodynamics. This issure studies on the mobile robot localization techno

5、logy of active olfaction in the indoor environment, carried out research in the following areas: First, the background and significance of research were summarized and analyzed and describing the current situation of mobile robot localization of active olfaction at home and abroad and the problems f

6、aced. Secondly, introducing the three sub-processes of active olfaction( plume finding ,plume tracking and odor source confirmation ) and a single robot of active olfaction localization strategy based on turbulent ( chemotaxis , wind tendency , information entropy ) . Again, introducing the simulation methods of gas leakage and diffusion and the process of Fluent simulation and the basic principles and applying Fluent to simulate the indoor environment of mobile robot