开源视觉抓取移动机器人（基于深度学习）

发布日期：2020-04-01 浏览次数：3302

产品概述

本产品由驱控一体化移动底盘、协作机器人、避障传感器系统、激光雷达导航系统、北斗差分定位系统、3D深度视觉系统和基于5G网络的通讯系统等组成，平台融合了多种传感器数据采集、数据分析以及智能控制于一体，可以支持与部署当前流行的深度学习应用，是高级机器人研究和开发的综合性开源平台。

系统提供底层电机的驱动控制设计、移动机器人导航定位研究、机械臂的运动学和动力学研究、机器视觉开发和场景应用、5G远程通信应用等技术。平台支持MATLAB/Simulink和ROS联合开发，可支撑相关科研人员在该平台上进行深度学习、自动驾驶、机器人移动作业等人工智能的应用研究，是机器人工程专业建设、机器人科研、人工智能研究知名的教学、科研载体，也是面向室外作业、农业摘取、巡逻作业等产业应用的高级实验平台。

产品特点

❖ 采用工业结构设计，符合工业标准，支持多种环境下工业场景应用；

❖ 基于模块化设计，拆装便捷、结构紧凑、功能丰富；

❖ 六轴机械臂、底盘、视觉、导航系统均采用自主开源化的设计，可自由进行单独或融合算法研究；

❖ 平台同时支撑MATLAB和ROS联合进行算法开发研究，适用范围广；

❖ 提供大量的Demo算法及实验案例，供用户在更深层次上的学习和研究；

❖ 平台开放底层，完全开源。预留开发接口，可进行集成应用，提供全方位的技术支持，能很好支撑工业应用，；

❖ 使用高性能计算机作为主控系统，可实现机械臂、底盘、视觉、导航系统、夹爪的控制，满足大量数据的处理运算需求；

❖ 可用于工业生产、生物和医学实验室自动化、智能物流仓储、智能识别、安防巡检等研究及应用；

系统配置

设备清单
序号	名称	型号	品牌	备注
1	室外重载驱控一体底盘系统	SVSCOUT	中科深谷	英伟达主机
2	开源六轴协作机械臂系统	SVROCR6
3	超声波避障系统	DYP-A05-V1.1
4	末端柔性夹爪	G3P-V1
5	视觉采集系统	RealSense D435i	英特尔
6	室内2D激光雷达	RPLIDAR A2	思岚
7	差分北斗定位系统	GD300	中科深谷
8	室外3D激光雷达系统	C16	镭神
9	5G通信系统	MH5000	华为

应用案例

基于深度学习的视觉抓取

Matlab/Simulink模型设计

图6 Matlab/Simulink模型设计

ROS下的SLAM定位导航

图6 ROS下的SLAM定位导航

Matlab/Simulink与GAZEBO联合仿真

图6 Matlab/Simulink与GAZEBO联合仿真

应用专业

（1）车辆工程

（2）机器人专业

（3）机械电子专业

（4）机械工程专业

（5）自动化专业

（6）智能制造专业

（7）人工智能专业

本科和研究生教学课程

（1）机器人学

（2）机器人建模与仿真

（3）自动控制原理

（4）机器人操作系统

（5）计算机控制技术

（6）传感器技术及应用

（7）机器视觉

（8）移动机器人导航控制与遥感

典型教材推荐

《机械工程控制基础》华中科大杨叔子院士

《机器人学导论（第四版）》美国斯坦福大学John.J.Craig 教授

《机器人控制技术》陈万米，上海大学教授，博士

《计算机控制技术（第四版）》顾德英，东北大学，教授，硕导

《现代控制理论》王宏华河海大学教授，博士

《机器人技术基础》熊有伦华中科技大学教授博导，科学院院士

《MATLAB建模与仿真》哈尔滨理工大学副教授，硕导

《机器人操作系统浅析》(美) 杰森 M. 奥凯恩 (Jason M.O’Kane) 教授

《传感器技术及应用》北京理工大学陈文涛硕导

《机器视觉》（美）伯特霍尔德·霍恩教授

《移动机器人导航控制与遥感》（美）库克

支撑科研方向

1.机械臂高精度轨迹跟踪控制算法研究

2.碰撞检测保护

3.拖动示教

4.力位混合控制

5.柔顺控制

6.路径规划和轨迹规划

7.柔性机械臂运动学参数标定与精度补偿技术研究

8.集成力传感器、视觉传感器、5G等，进行“机器人+”应用

9.基于深度学习的机械臂高级运动控制与应用

10.冗余自由度运动学和动力学

11.超自由度的路径规划

12.冗余机械臂单关节故障下的建模与容错控制研究

13.七自由度冗余空间机械臂多目标轨迹规划研究

14.仿真建模、半实物仿真

15.伺服驱动技术与算法

16.机器人控制系统设计

17.人工智能/深度视觉

18.图像处理

19.人脸识别

20.特征识别、深度学习

21.机器人视觉伺服设计、避障与路径规划

22.激光定位导航、路径规划、避障检测

23.北斗导航通讯技术及算法

24.姿态解算、滤波算法、卫星与惯导融合

25.5G通讯技术与应用

26.远程控制与信息传输、信息融合

27.危险作业、智能仓储物流、智能安防巡检等

实验案例

1. 室外重载驱控一体底盘系统

（9）ROS小乌龟仿真实验

（10）ROS通讯实验

（11）ROS关键组件认识

（12）URDF模型的描述和建模

（13）串口驱动通信实验

（14）CAN分析仪驱动通信实验

（15）伺服电机驱动控制实验

（16）传感器实验

（17）差速转向算法实验

（18）激光雷达扫描范围裁剪实验

（19）建图实验

（20）导航和避障实验

2. 开源协作臂系统

机械臂运动学控制实验：

（1）机器人机械结构认知实验

（2）驱动和控制系统认知实验

（3）运动学基本知识实验

（4）坐标系和DH参数设定

（5）正运动学控制实验

（6）逆运动学控制实验

（7）关节空间轨迹规划控制实验

（8）笛卡尔空间轨迹规划控制实验

机械臂动力学控制实验

（9）单关节PID算法正弦曲线跟踪实验

（10）双关节PID算法正弦曲线跟踪实验

（11）单关节自适应控制算法正弦曲线跟踪实验

（12）单关节零力拖动实验

（13）双关节零力拖动实验

机械臂伺服电机和驱动器实验

（14）CAN总线通讯实验

（15）单关节转矩控制实验

（16）单关节PTP控制实验

（17）单关节PT控制实验

3. 超声波避障系统

（1）ROS下超声波数据的采集及分发

4. 末端柔性夹爪

（21）在WINDOWS下控制夹持器

（22）在ROS下控制夹持器

（23）Matlab中的夹持器结构建模

（24）Matlab通过ROS控制夹持器

5. 视觉采集系统

（1）Canny边缘检测案例

（2）Contour轮廓检测案例

（3）Hough线段检测案例

（4）人脸检测案例

（5）图像旋转缩放变换案例

（6）Haar+boosting特征检测研究

（7）最小二乘法拟合研究

（8）机器学习SVM训练测试研究

（9）机器学习KNN训练测试研究

（10）TensorFlow实现神经网络实验

（11）TensorFlow实现AlxNet实验

（12）TensorFlow实现VGGNet实验

（13）TensorFlow实现Google Inception Net实验

（14）TensorFlow实现ResNet实验

6. 室内激光雷达

（1）激光雷达室内建图、定位导航实验

（2）激光雷达室内路径规划实验

（3）激光雷达与惯导融合定位研究

7. 差分北斗定位系统

（1）北斗定位导航系统设计与应用案例

（2）无线通讯技术应用案例

（3）RTK定位定向技术应用案例

8. 室外激光雷达系统

（1）激光雷达的点云获取及数据分析

9. 5G通信系统

（1）5G通信与信息融合研究

性能指标