開源視覺抓取移動機器人（基于深度學(xué)習(xí)）

發(fā)布日期：2020-04-01 瀏覽次數(shù)：2822

產(chǎn)品概述

本產(chǎn)品由驅(qū)控一體化移動底盤、協(xié)作機器人、避障傳感器系統(tǒng)、激光雷達導(dǎo)航系統(tǒng)、北斗差分定位系統(tǒng)、3D深度視覺系統(tǒng)和基于5G網(wǎng)絡(luò)的通訊系統(tǒng)等組成，平臺融合了多種傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析以及智能控制于一體，可以支持與部署當(dāng)前流行的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，是高級機器人研究和開發(fā)的綜合性開源平臺。

系統(tǒng)提供底層電機的驅(qū)動控制設(shè)計、移動機器人導(dǎo)航定位研究、機械臂的運動學(xué)和動力學(xué)研究、機器視覺開發(fā)和場景應(yīng)用、5G遠程通信應(yīng)用等技術(shù)。平臺支持MATLAB/Simulink和ROS聯(lián)合開發(fā)，可支撐相關(guān)科研人員在該平臺上進行深度學(xué)習(xí)、自動駕駛、機器人移動作業(yè)等人工智能的應(yīng)用研究，是機器人工程專業(yè)建設(shè)、機器人科研、人工智能研究知名的教學(xué)、科研載體，也是面向室外作業(yè)、農(nóng)業(yè)摘取、巡邏作業(yè)等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的高級實驗平臺。

產(chǎn)品特點

? 采用工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計，符合工業(yè)標(biāo)準，支持多種環(huán)境下工業(yè)場景應(yīng)用；

? 基于模塊化設(shè)計，拆裝便捷、結(jié)構(gòu)緊湊、功能豐富；

? 六軸機械臂、底盤、視覺、導(dǎo)航系統(tǒng)均采用自主開源化的設(shè)計，可自由進行單獨或融合算法研究；

? 平臺同時支撐MATLAB和ROS聯(lián)合進行算法開發(fā)研究，適用范圍廣；

? 提供大量的Demo算法及實驗案例，供用戶在更深層次上的學(xué)習(xí)和研究；

? 平臺開放底層，完全開源。預(yù)留開發(fā)接口，可進行集成應(yīng)用，提供全方位的技術(shù)支持，能很好支撐工業(yè)應(yīng)用，；

? 使用高性能計算機作為主控系統(tǒng)，可實現(xiàn)機械臂、底盤、視覺、導(dǎo)航系統(tǒng)、夾爪的控制，滿足大量數(shù)據(jù)的處理運算需求；

? 可用于工業(yè)生產(chǎn)、生物和醫(yī)學(xué)實驗室自動化、智能物流倉儲、智能識別、安防巡檢等研究及應(yīng)用；

系統(tǒng)配置

設(shè)備清單
序號	名稱	型號	品牌	備注
1	室外重載驅(qū)控一體底盤系統(tǒng)	SVSCOUT	中科深谷	英偉達主機
2	開源六軸協(xié)作機械臂系統(tǒng)	SVROCR6
3	超聲波避障系統(tǒng)	DYP-A05-V1.1
4	末端柔性夾爪	G3P-V1
5	視覺采集系統(tǒng)	RealSense D435i	英特爾
6	室內(nèi)2D激光雷達	RPLIDAR A2	思嵐
7	差分北斗定位系統(tǒng)	GD300	中科深谷
8	室外3D激光雷達系統(tǒng)	C16	鐳神
9	5G通信系統(tǒng)	MH5000	華為

應(yīng)用案例

基于深度學(xué)習(xí)的視覺抓取

Matlab/Simulink模型設(shè)計

圖6 Matlab/Simulink模型設(shè)計

ROS下的SLAM定位導(dǎo)航

圖6 ROS下的SLAM定位導(dǎo)航

Matlab/Simulink與GAZEBO聯(lián)合仿真

圖6 Matlab/Simulink與GAZEBO聯(lián)合仿真

應(yīng)用專業(yè)

（1）車輛工程

（2）機器人專業(yè)

（3）機械電子專業(yè)

（4）機械工程專業(yè)

（5）自動化專業(yè)

（6）智能制造專業(yè)

（7）人工智能專業(yè)

本科和研究生教學(xué)課程

（1）機器人學(xué)

（2）機器人建模與仿真

（3）自動控制原理

（4）機器人操作系統(tǒng)

（5）計算機控制技術(shù)

（6）傳感器技術(shù)及應(yīng)用

（7）機器視覺

（8）移動機器人導(dǎo)航控制與遙感

典型教材推薦

《機械工程控制基礎(chǔ)》華中科大楊叔子院士

《機器人學(xué)導(dǎo)論（第四版）》美國斯坦福大學(xué)John.J.Craig 教授

《機器人控制技術(shù)》陳萬米，上海大學(xué)教授，博士

《計算機控制技術(shù)（第四版）》顧德英，東北大學(xué)，教授，碩導(dǎo)

《現(xiàn)代控制理論》王宏華河海大學(xué)教授，博士

《機器人技術(shù)基礎(chǔ)》熊有倫華中科技大學(xué)教授博導(dǎo)，科學(xué)院院士

《MATLAB建模與仿真》哈爾濱理工大學(xué) 副教授，碩導(dǎo)

《機器人操作系統(tǒng)淺析》(美) 杰森 M. 奧凱恩 (Jason M.O’Kane) 教授

《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》北京理工大學(xué) 陳文濤碩導(dǎo)

《機器視覺》（美）伯特霍爾德·霍恩教授

《移動機器人導(dǎo)航控制與遙感》（美）庫克

支撐科研方向

1.機械臂高精度軌跡跟蹤控制算法研究

2.碰撞檢測保護

3.拖動示教

4.力位混合控制

5.柔順控制

6.路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃

7.柔性機械臂運動學(xué)參數(shù)標(biāo)定與精度補償技術(shù)研究

8.集成力傳感器、視覺傳感器、5G等，進行“機器人+”應(yīng)用

9.基于深度學(xué)習(xí)的機械臂高級運動控制與應(yīng)用

10.冗余自由度運動學(xué)和動力學(xué)

11.超自由度的路徑規(guī)劃

12.冗余機械臂單關(guān)節(jié)故障下的建模與容錯控制研究

13.七自由度冗余空間機械臂多目標(biāo)軌跡規(guī)劃研究

14.仿真建模、半實物仿真

15.伺服驅(qū)動技術(shù)與算法

16.機器人控制系統(tǒng)設(shè)計

17.人工智能/深度視覺

18.圖像處理

19.人臉識別

20.特征識別、深度學(xué)習(xí)

21.機器人視覺伺服設(shè)計、避障與路徑規(guī)劃

22.激光定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、避障檢測

23.北斗導(dǎo)航通訊技術(shù)及算法

24.姿態(tài)解算、濾波算法、衛(wèi)星與慣導(dǎo)融合

25.5G通訊技術(shù)與應(yīng)用

26.遠程控制與信息傳輸、信息融合

27.危險作業(yè)、智能倉儲物流、智能安防巡檢等

實驗案例

1. 室外重載驅(qū)控一體底盤系統(tǒng)

（9）ROS小烏龜仿真實驗

（10）ROS通訊實驗

（11）ROS關(guān)鍵組件認識

（12）URDF模型的描述和建模

（13）串口驅(qū)動通信實驗

（14）CAN分析儀驅(qū)動通信實驗

（15）伺服電機驅(qū)動控制實驗

（16）傳感器實驗

（17）差速轉(zhuǎn)向算法實驗

（18）激光雷達掃描范圍裁剪實驗

（19）建圖實驗

（20）導(dǎo)航和避障實驗

2. 開源協(xié)作臂系統(tǒng)

機械臂運動學(xué)控制實驗：

（1）機器人機械結(jié)構(gòu)認知實驗

（2）驅(qū)動和控制系統(tǒng)認知實驗

（3）運動學(xué)基本知識實驗

（4）坐標(biāo)系和DH參數(shù)設(shè)定

（5）正運動學(xué)控制實驗

（6）逆運動學(xué)控制實驗

（7）關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃控制實驗

（8）笛卡爾空間軌跡規(guī)劃控制實驗

機械臂動力學(xué)控制實驗

（9）單關(guān)節(jié)PID算法正弦曲線跟蹤實驗

（10）雙關(guān)節(jié)PID算法正弦曲線跟蹤實驗

（11）單關(guān)節(jié)自適應(yīng)控制算法正弦曲線跟蹤實驗

（12）單關(guān)節(jié)零力拖動實驗

（13）雙關(guān)節(jié)零力拖動實驗

機械臂伺服電機和驅(qū)動器實驗

（14）CAN總線通訊實驗

（15）單關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩控制實驗

（16）單關(guān)節(jié)PTP控制實驗

（17）單關(guān)節(jié)PT控制實驗

3. 超聲波避障系統(tǒng)

（1）ROS下超聲波數(shù)據(jù)的采集及分發(fā)

4. 末端柔性夾爪

（21）在WINDOWS下控制夾持器

（22）在ROS下控制夾持器

（23）Matlab中的夾持器結(jié)構(gòu)建模

（24）Matlab通過ROS控制夾持器

5. 視覺采集系統(tǒng)

（1）Canny邊緣檢測案例

（2）Contour輪廓檢測案例

（3）Hough線段檢測案例

（4）人臉檢測案例

（5）圖像旋轉(zhuǎn)縮放變換案例

（6）Haar+boosting特征檢測研究

（7）最小二乘法擬合研究

（8）機器學(xué)習(xí)SVM訓(xùn)練測試研究

（9）機器學(xué)習(xí)KNN訓(xùn)練測試研究

（10）TensorFlow實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實驗

（11）TensorFlow實現(xiàn)AlxNet實驗

（12）TensorFlow實現(xiàn)VGGNet實驗

（13）TensorFlow實現(xiàn)Google Inception Net實驗

（14）TensorFlow實現(xiàn)ResNet實驗

6. 室內(nèi)激光雷達

（1）激光雷達室內(nèi)建圖、定位導(dǎo)航實驗

（2）激光雷達室內(nèi)路徑規(guī)劃實驗

（3）激光雷達與慣導(dǎo)融合定位研究

7. 差分北斗定位系統(tǒng)

（1）北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用案例

（2）無線通訊技術(shù)應(yīng)用案例

（3）RTK定位定向技術(shù)應(yīng)用案例

8. 室外激光雷達系統(tǒng)

（1）激光雷達的點云獲取及數(shù)據(jù)分析

9. 5G通信系統(tǒng)

（1）5G通信與信息融合研究

性能指標(biāo)