- 选题背景和意义：
21世纪，世界科学水平迅猛发展，机器人作为最热门的研究之一，是人类现在以及未来重点研究和开发的项目之一。机器人是自动执行工作的机器装置，机器人技术可以应用于多个领域，加快社会的发展，使人类生活水平大大提高，已知的，机器人技术已经广泛应用于工业、军事、教育等行业，可以说当前机器人产业面临空前的发展机遇，为此，各国、各公司将大量资金投入于研究开发中，希望可以在机器人领域占有一席之地。
虽然机器人技术在本世纪有了空前的发展，但目前机器人技术水平还处于初级阶段，研发工作存在大量低水平的重复，机器人产业没有进行专业的产业分工。因此，机器人模块化系统化研究尤为重要，而机器人运动系统就为其中不可缺少的一环。
可能对我们大多数人来说，IMU是比较陌生的，但是了解其原理之后，我们就会明白其实我们每天使用的手机，出行用到的汽车、飞机，甚至导弹、宇宙飞船都会使用到IMU。IMU有两个十分关键的特性，第一是更新频率高，工作频率可以达到100Hz以上；第二是短时间内的推算精度高，不会有太大的误差。甚至为了让IMU获得更高的精度，在三个加速度计和三个陀螺仪的基础上，很多厂商还会添加磁力计，为了提高可靠性，有的还会增加传感器的数量。所以说IMU在应用场景上还是非常广泛的，发展前景同样也是未来可期的。
本次我将把IMU技术应用到机器人的运动检测中来，看看这两者能碰撞出怎样的火花。
- 课题关键问题及难点：
最主要的问题：IMU( inertial measurement unit)在移动机器人精确角度获取中存在测量精度低、噪声大，存在边缘极值等问题。IMU所提供的是一个相对的定位信息，它的作用是测量相对于起点物体所运动的路线，所以它并不能提供具体位置的信息。
对此问题，我首先想到的是可以通过分析IMU角速度的误差，收集数据，最好能得出相应的模型，然后此基础上结合一些算法构建“滤波器”，再通过将微分思想，可以将机器人的运动分解为小时间片段内的匀速运动，通过加速度与移动机器人角度的变化量得到全向移动机器人的运动方向，最终使得结果的误差尽可能的小，更加贴近机器人的运动轨迹，能否构建准确的模型会是最后结果是否准确的关键一步。
另外全向移动机器人可能存在打滑、碰到障碍物等特殊情况，对于这些情况需要逐个分类讨论。对于这点，我们可以运用IMU的特性，一是更新频率高，工作频率可以达到100Hz以上；二是短时间内的推算精度高，不会有太大的误差。这两点可以保证我的轨迹监测与实际不会有很大的出入。
最后在实际操作中还要考虑场地，传输信号等外部条件的影响。
三、文献综述（或调研报告）：
IMU全称inertial measurement unit，即惯性测量单元，它由三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪组成，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺仪检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，对这些信号进行处理之后，便可解算出物体的姿态。搭载有IMU系统的全方位移动机器人具有结构简化、运动灵活、可靠性高、可控性好等特点。
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