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本項目針對復雜環境下的移動式服務機器人系統，探究高環境適應性的感知與導航控制方法，以及高人機協調性的共享控制機制，解決動態環境中的魯棒自定位、擁擠受限環境中的導航規劃與控制、人機共享控制等難題，為提高服務機器人在復雜環境中的自主能力提供理論基礎和技術方法。 通過本項目的實施，在服務機器人的感知與控制方面取得了一系列技術突破，對于地圖創建、自定位、導航控制和共享控制等問題已取得國際前沿的理論和實驗結果。 “交龍”智能輪椅入選2010年上海世博會展出，獲得上海世博工作優秀個人等榮譽。 “交龍”服務機器人作為國家863計劃先進制造技術領域代表性成果入選“十一五”國家重大科技成就展。曾獲國際機器人領域旗艦大會IEEE ICRA 2011服務機器人最佳論文獎（大陸學者首次）、機器人世界杯亞軍和多屆中國機器人大賽冠軍。國際權威技術評估機構WTEC和美國國家科學基金會在2012年發表的技術評估報告《Human-Robot Interaction》（每5年全球評估一次）報道了本項目的研究成果。

智能焊接機器人：帶有視覺識別和激光掃描系統，能自動識別待焊接特征，通過視覺識別粗略判斷零部件特征，在此基礎上利用激光掃描精確確定焊接位置，對大型零部件進行自動特征識別和焊接，提高小批量產品的焊接速度和質量。

工業機器人智能制造生產線 工業機器人智能制造生產線是以小型的柔性制造系統為載體，主要特點是占地空間小、操作安全、師生容易上手； 工業機器人智能制造生產線 可作為大專院校、中高職學生自動化專業、機電一體化專業、機器人專業、企業工程師進行機器人、數控加工、 材料出入倉庫進一體化組建工業4.0智能無人工廠培訓，提高階段綜合性學習與訓練。 采用了模塊化的設計，學生可以發揮自己的創新思維，對原有的生產流程進行創新改造。在掌握基礎知識的前提下，進一步提高學生的積極性、動手能力和創新思維。 工業機器人智能制造生產線，是對工業現場大型設備進行提煉和濃縮的一款小型智能制造生產線實訓設備，專門為職業院校、教育培訓機構等而研制的，它適合機械制造及其自動化、機電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術、計算機控制、自動化控制等相關專業的教學和培訓。融合了數控機床加工、光、電、氣，包含了PLC、機器人、傳感器、氣動、工業控制網絡、電機驅動與控制、計算機等諸多技術領域，對柔性制 造技術的工作過程進行研究，監控系統、主控PLC和下位PLC通過網絡通訊技術構成一個完整的多級計算機控制系統，通過訓練，使學生了解智能制造生產線的基本組成和基本原理，讓學生全面掌握機電一體化技術的應用開發和集成技術，幫助學生從系統整體角度去認識。為信息學院自動化和電氣工程自動化本科及其控制科學與工程研究生均提供了實驗和科研的平臺。 工業機器人智能制造生產線組成簡介 1、立體倉庫單元    立體倉庫單元的主要功能是為系統提供加工工件原材料和儲存成品件兩大倉儲功能，采用三層貨架儲存單元貨物，用相應的物料搬運設備進行貨物入庫和出庫作業的倉庫。 2、環型流水線單元    環型流水線單元主要由鋁合金型材基體、環行傳輸線、自動導向機構、變頻調速系統、自動定位機構等組成。可完成對工件在不同速度下的輸送，不同工位的自動定位，從而大大提高了自動環形傳輸線的工作效率。3、數控車床加工中心單元    數控車床加工中心單元采用小型化，占地小，用于整個工件的軸類部份的加工，采用自動門、自動裝夾、四工位自動刀架、并有工件冷卻加工系統，現實機加工件無人化DNC自動加工，配置伺服電機、工業級數控系統，精度高。 4、立式數控銑床加工單元    立式數控銑床加工單元采用小型化，占地小，用于整個工件三軸聯動。可用于雕刻、數控鉆、數控銑等加工工藝，采用自動門、自動裝夾等，現實機加工件無人化DNC自動加工，工業級數控系統，精度高。 5、六自由度機器人單元    六自由度工業機器人、抓取機構、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運到各數控加工單元、AGV小車搬運單元及工件視覺檢測單元等。包含旋轉（S軸），下臂（L軸）、上臂（U軸）、手腕旋轉（R軸）、手腕擺動（B軸）和手腕回轉（T軸）,6個關節合成實現末端的6自由度動作。 6、四軸坐標機器人    四軸坐標機器人主要負責立體倉庫的原材料入庫與出庫、成品零件的入庫。夠實現自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度間成空間直角關系、多用途的操作機。他能夠搬運物體、操作工具，以完成各種作業，具有高速性的最大化吞吐量,超長的工作運行時間,節省地面空間。 7、視覺檢測單元單元    檢測單元的主要功能是對工件的精度、外觀形狀品質是否合格，通過攝像頭獲取工件的圖像，由圖像處理器完成工件合格與否的判斷，將不合格工件剔除，將合格的工件傳送至下一單元，而將不合格的工件推送至廢料槽。 8、RFID系統單元    RFID系統單元是一種非接觸式的自動識別系統，它通過射頻無線信號自動識別目標對象，用于對工件材料的信息記錄，加工路徑記錄、產品追溯化管理，由RFID標簽和RFID讀寫器組成，標簽安裝在工件放置的工裝板上-記錄該工裝板上放置零件信息，RFID讀寫器安裝在工裝板經過的每一個工位上，當工件到達該工位時系統可通過讀寫器，識別到該工件的運輸及加工途徑。每個傳輸工裝板上都安裝有RFID標簽，在每個加工工位物料都需要進行識讀操作，并將信息通過網絡傳輸給服務器，實時的跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。 9、AGV小車搬運單元    AGV小車無人搬運車由機器人輸送加工后的零件或從庫房特定庫架抓取零件，AGV智能小車并依據方位計劃運動途徑，運行至裝卸站,準停，主動將零件放置到裝卸站緩沖區，由四軸坐標機器人卸貨至立體倉庫成品區或原材料區。實現線邊設備和自動倉儲的自動上下料功能，采用激光通訊傳感器通訊，信號傳輸快捷方便；行走模組采用PLC控制，AGV的PLC通訊，PLC發送任務碼給機器人，實現點位控制；主控通訊，AGV整體與主控PLC通訊。 10、PLC工作站單元    采用工業自動化主流PLC，可隨意擴展，配備觸摸屏、具備物聯網接口，鋁合金型材構成，連接牢固。 11、總控臺     總控平臺主要由單相電網電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態指示燈、10.4英寸工業彩色觸摸屏S7-315主機，電腦等組成，主要完成監視各分站的工作狀態并協調各站運行，完成工業控制網絡的集成。它帶有電源總控制系統、視頻監控系統，產線處的有數據均可從總控制臺收集獲取，可通過總控調度分配各個模塊的工作職能。電源系統實施強弱電分開管理，待機休息及檢修時要求強電關閉，控制、信號燈弱點部分完全獨立運行。 12、零部件周轉拖盤     用于原材料及成品件的輸送周轉用，配合RFID系統及智能倉庫、環型流水線中應用。實現送料，取料，輸送周轉功能；實現智能化工作與管理，并對每個環節的時間點、責任人等關鍵數據進行實時采集，匯集到統一的信息平臺，最大限度的提高存儲貨物的能力。

一、所屬類別 基礎、教學科研類實驗設備類；實習實訓設備及配套等。 二、相關專利技術 CN202010106007.7    履帶車底盤、全地形履帶車及全地形行走方法 CN202011613628.0    機器人運動控制方法、裝置、控制器及存儲介質 CN202111261356.7    雙足機器人的運動軌跡規劃方法、裝置、設備及介質 CN202110232263.5    開關機的控制電路及方法 CN202110232355.3    機器人動作模仿方法、裝置、設備及存儲介質 CN202011501534.4    一種舵機的補償控制方法及舵機補償電路 CN202110574796.1    機器人的偏差信息確定方法、裝置、處理設備及介質 CN202011644180.9    機器人抗擾動控制方法、裝置、電子設備及存儲介質 CN202110311455.5    雙足機器人控制方法、裝置以及雙足機器人 CN202011611800.9    質心軌跡的獲取方法、裝置、機器人及存儲介質 三、基本情況 （一）應用對象 應用于機械類、自動化類、電子信息類、計算機類等相關專業人才培養，適用場景包括實驗實訓、教學科研及競賽等，方案以人才培養為目標和課程建設為核心，基于機器人載體，提升人工智能與機器人技術教學科研水平。 （二）核心優勢 核心產品為雙足人形機器人，該系列機器人獲得“小型雙足人形機器人步態算法”創新紀錄，“高韌性強扭矩復合材料舵機”打破國外技術封鎖，核心零部件實現國產化。 其中Aelos小型雙足機器人載STM32、Raspberry Pi-4B雙運算系統，支持二次深度開發，支持多語言開發環境，滿足高校對于編程開發、人工智能應用學習等需求，助力高校在機器人系統結構、步態規劃、運動控制、算法開發、場景應用等方面的實踐學習。 Aelos小型雙足機器人 Roban中型雙足機器人基于ROS應用平臺，搭載深度攝像頭，嵌入V-SLAM視覺算法，可以通過導航技術進行建圖，實現自主路徑規劃和步態規劃，涉及運動控制、計算機視覺、圖像處理、運動規劃等多領域課程，能夠較好地滿足相關專業實驗實訓、研究開發、參加競賽等需求。 Roban中型雙足機器人 （三）商業模式 公司與高校在復合型人才培養、專業建設、課程建設、科研合作、師資培訓、實訓室搭建等方面開展深入合作，相關產品被用于各類學校的實際教學、實踐、實訓。推廣路徑通過各類研討會、展會、大賽和專業渠道商進行拓展。 四、推廣情況 （一）應用案例 1.清華大學 與清華大學電子系合作共建《智能機器人設計實踐》專業限選課，基于人形機器人載體，學習機器人結構原理，圖像識別，路徑規劃，AI芯片等內容。合作入選中國高等教育學會“校企合作雙百計劃”典型案例。 2.哈爾濱工業大學 與哈工大開展人才聯合培養全面合作，雙方在開發校企聯合課程、共建聯合實驗室、共建校外實習實踐基地、共同籌辦BOTEC智能機器人技術挑戰賽等方面進行合作，并入選中國高等教育學會“校企合作雙百計劃”典型案例。 3.南方科技大學 與南科大機器人研究院共建的機器人聯合研究中心，在機器人關鍵核心技術攻關、專業課程建設、人才聯合培養等領域開展合作。雙方共建的基地被廣東省教育廳認定為廣東省聯合培養研究生示范基地。 （二）應用成效 解決了高校人工智能機器人方向的實驗實訓、教學科研、參加競賽等需求，有助于打造高水平、專業化的實踐科研條件。年均支撐高校開展教學科研項目不少于1項，科技競賽不少于2項，協助申報產學合作協同育人項目等。 （三）推廣計劃 高校新增人工智能等新專業成為熱門，傳統工科專業也面臨課程改革要求，因此，通過開展智能機器人設備的應用與實踐，推動相關專業人才的培養與發展，已是大勢所趨。推廣模式包括課程案例展示、以賽促教、舉辦研討會等。

項目的來源于國家863項目，并已經申請專利。 本成果應用人工心理（Artificial Psychology，AP）和人工智能理論，集成多種技術，將人類的情感、意識、智能賦予機器人。 AP人性化機器人具有以下功能：能聽會說，唱歌跳舞，知冷知熱，回避障礙，認識主人，識別同類，性格成長。 AP人性化機器人是一個系列產品，現有樣品： 1、智能爬蟲 2、走迷宮鼠 3、智能娃娃 4、智能表演團隊

八軸智能視覺焊接機器人是一種八自由度專用機器人，中六軸屬于焊接機器人，另外二軸 屬于焊接變位機，使得系統能夠實現焊接機器人與變位機協調運動，其針對體系結構、機械結 構、示教再現理論、軌跡規劃和優化方法、軌跡跟蹤控制策略等機器人關鍵共性理論和技術展 開研究，采用運動控制卡的方式來實現對機器人空間位置與速度的控制。焊接變位機同焊接機 器人配合，擴展了焊接機器人的工作空間，提高了焊接生產效率和焊接質量。 本系統采用接觸式焊縫跟蹤與攝像機焊縫跟蹤系統相結合，焊前對焊縫進行數據及圖像 采集，通過計算機軟件對焊縫數據及圖像進行處理，生成虛擬焊縫。由虛擬焊縫識別系統控制 執行機構在焊接時進行焊縫跟蹤，提高焊縫質量。八軸智能視覺焊接機器人主要應用于汽車及 其零部件行業和工程機械行業。機器人編程采用示教再現方式，可以通過示教盒直接編程也可 以進行離線編程，實現點位和連續軌跡勻速控制；在焊槍部分安裝人體紅外感應開關，保證工 作人員安全問題；將視覺傳感器作為測量工具來測量機器人末端或是目標的位置，利用視覺信 息來控制機器人末端執行器相對目標或是目標特征的相對位置和姿態，從而減少抓取錯誤及失 誤。

本系統將機器人模型簡化成一個一級二維的倒立擺，并抓住機器人步態規劃中的八個關鍵階段，結合ZMP穩定性理論，設計了一個機器人行走平衡自調整的模糊控制器，使得控制算法大大簡化。大型智能交互機器人與場館內其他小型雙足類人機器人Agent的通信研究采用TCP/IP和無線GPRS方式用于大型仿人機器人與場館內其他小型仿人機器人Agent的通信，研究了幾種用于多Agent之間通信的算法，并將一種改進的遺傳算法并將其應用于多Agent通訊，結果表明此種算法可以提高多Agent之間的通信效率。完成基于嵌入式系統設計，系統實現語音識別、人臉識別，嵌入式系統同時還完成和行走驅動系統、動作驅動系統、無線通信系統的通信，通信方式采用內部總線；完成了基于DSP的直流電機驅動系統設計，實現無刷直流電機電流環、速度環的雙閉環控制；實現了完整的交互協議，保證數據可靠的傳遞。小型雙足類人機器人與小型雙足類人機器人之間的通信研究 將機器人團隊中的每個機器人作為通用控制設備進行互連，通過遵循自主開發的共同的資源描述及功能服務接口標準，使每個機器人能夠有效實現資源共享及協同服務，提高設備間功能的互操作性。互連的機器人相互認識與理解，遵循我們自主開發的規范的設備資源描述標準，該標準詳細記錄機器人在互連網絡中的表現形式，以及設備所能提供的服務。使每臺機器人可以互聯互通、整體團隊形成自組織網絡，進行信息共享及協同工作。

面向室內變電站無人值守與智能巡檢的生產需求，結合攝影測量與移動機器人專業方面的優勢，首創性將自主測圖與導航等機器人技術、人工智能技術與移動測量技術引入室內變電站巡檢領域，研發了面向無人化、高精度、適應性強以及集成度高的室內變電站智能巡檢機器人。實現了可視化建模、全天無人化巡檢、儀表讀數自動識別、機械臂輔助讀表、異常檢測和自主充電等功能，滿足了室內變電站巡檢的各方面需求