NAO机器人

开源视觉抓取移动机器人

来源:     时间:2021-12-23 相关应用程序下载

开源视觉抓取移动机器人

基于深度学习(基础版)

 

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、3D深度视觉系统和基于WIFI网络通讯系统等组成,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,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、视觉开发和场景应用。平台支持MATLAB/SimulinkROS联合开发,可支撑相关科研人员在该平台上进行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基础平台。

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MATLABROS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

英特尔主机

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

 

应用案例

Matlab/Simulink模型设计

6 Matlab/Simulink模型设计

 

ROS下的SLAM定位导航

6 ROS下的SLAM定位导航

 

Matlab/SimulinkGAZEBO联合仿真

6 Matlab/SimulinkGAZEBO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》 (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.图像处理

19.人脸识别

20.特征识别

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

24.姿态解算、滤波算法、卫星与惯导融合

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

(1)ROS小乌龟仿真实验

(2)ROS通讯实验

(3)ROS关键组件认识

(4)URDF模型的描述和建模

(5)串口驱动通信实验

(6)CAN分析仪驱动通信实验

(7)伺服电机驱动控制实验

(8)传感器实验

(9)差速转向算法实验

(10)激光雷达扫描范围裁剪实验

(11)建图实验

(12)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

(13)WINDOWS下控制夹持器

(14)ROS下控制夹持器

(15)Matlab中的夹持器结构建模

(16)Matlab通过ROS控制夹持器

5. 视觉采集系统

1Canny边缘检测案例

2Contour轮廓检测案例

3Hough线段检测案例

4)人脸检测案例

5)图像旋转缩放变换案例

6Haar+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

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

 

性能指标

1.  室外重载驱控一体底盘系统

最大行程

36km(可以更换电池增加里程)

整备质量

70-75(搭载的设备重量根据实际情况定)

额定直线载量

直线150kg,转弯小于100Kg

长宽高

912mmx710mmx400mm

轴距

500mm

轮距

600mm

驱动形式

独立驱动

悬架

独立悬架

转向结构

四轮差速转向

安全装备

伺服刹车/防撞栏

防护等级

IP22

电池类型

锂电池48V 36Ah

充电器

AC220V 独立充电器

电池工作温度

0-40

对外供电

24V 1A, 12V 1A

电机

4 X 600W 直流无刷电机

减速比

1:40

电机编码器

2500分辨率

最大车速

1m/s

越障能力

5cm 单级直角台阶

最小制动距离

0.2m

最小转弯半径

原地转弯

爬坡角度

30°

最小离地间隙

105mm

控制模式

2.4G遥控器控制

网络控制

 

2.  开源协作臂系统

供电电压

48V DC

额定功率

小于150W(一般工况下)

工作半径

614mm

高度

805mm

重量

16kg

末端负载

3kg

重复定位精度

±0.02mm

防护等级

IP54

ISO洁净室等级

6

噪声

小于60dB

安装位置

任意角度

运行范围&最大速度

基座1

±179°& 148°/s

肩部2

±146°& 148°/s

肘部3

±146°& 148°/s

腕部一4

±179°& 148°/s

腕部二5

±179°& 148°/s

腕部三6

±179°& 148°/s

 

3.  超声波避障系统

接口

RS485

声学频率

40KHz

探头方向角

55°

测量距离

28~450 cm

分辨率

1+S*0.3 cm

工作电压

9V~36V

工作电流

<36mA

工作温度

<80

 

4.  末端柔性夹爪

整机重量

510g

最大负载

1kg

重复定位精度

±0.5mm

高度

180mm

供电电压

DV 12~24V

抓取频率

40/

噪声

<60dB

机器人安装

任意角度

 

5.  视觉采集系统

尺寸

90mm × 25mm × 25mm

重量

72g

使用环境

室内/室外

工作温度

0~35

安装机构

一个 1/420 UNC 螺纹安装点,两个 M3 螺纹安装点

识别范围

10米。精度随标定、场景和照明条件而变化

图像传感器技术

全局快门,3μmx3μm像素大小

通讯接口

USB-C 3.1 Gen 1,集成1m线缆

深度技术

主动红外立体

深度景深

87°±3°x 58°±1°x 95°±3°

最小深度距离

0.105 m

 

6.  2D激光雷达

尺寸

直径76mm 高度41mm

重量

190g

测距范围

0.2m~18m

基于白色70%反射率物体

扫描角度

0~360°

俯仰角

-1.5°~1.5°

测距分辨率

0.5mm1.5m内);

1%*(全部量程范围内)

角度分辨率

0.45°~1.35°(10Hz扫描时)

单次测距时间

0.125ms

测量频率

2000Hz~8010Hz

扫描频率

5Hz~15Hz

供电电压

4.9V~5.5V

供电电压纹波

50mV

浪涌电流

2500mA 

系统启动电流

1500mA

供电电流

工作450mA;休眠200mA

波特率:

115200

工作温度:

0-40

 

 

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