多传感器融合开源移动机器人

产品概述

平台是由移动底盘本体、控制系统、传感器系统、电源管理系统组成。底盘是由自主开发的电机驱动器控制两个轮毂电机作为动力来源，配合两个万向轮，采用差速控制模型，同时车体四周安装前四后四防碰撞传感器、车身安装360度激光雷达、驱动器提供编码器数据、IMU传感器提供九轴数据、深度相机采集视觉信息，控制系统硬件由ROS工控机提供******的算力保障，结合车体显示器，键鼠套装，遥控手柄可方便车体调试，算法验证。驱动器采用高性能DSP系列芯片，上位机是ROS和MATLAB/Simulink搭建的控制框架,。采用DC24V 15Ah可保障车体4个小时的充足续航。平台支撑MBD开发方法在ROS机器人操作系统上结合GAZEBO仿真，打通平台底层驱动搭建、算法部署、仿真测试和功能样机实地测试四大环节，为教学和科研提供优越的开放性支撑。

系统控制算法代码开源，提供丰富的2D/3D机器视觉实验、激光雷达定位导航实验以及轮毂电机控制实验等案例，如速度环控制实验、电机PID调节实验、导航规划算法实验、ROS通讯实验等。可扩展语音识别、AI智能识别、远程控制、无线图传、雷达数据分析实验等功能。该系统既可以作为自动化专业、机器人专业、人工智能专业、智能科学与技术专业、机械电子专业、智能制造专业、机械工程专业中相关如《机器人操作系统》、《传感器》、《机器视觉》、《机器人导航与控制》《机器人学导论》、《机器人控制技术》、《计算机控制技术》、《电机与伺服控制》、《机器人伺服驱动技术》、《机电一体化技术》等课程的配套实验实践平台，同时也支撑相关专业和课程的的科研。

产品特点

1. 开源成熟工业结构平台为实验载体，支撑机器人建模仿真、机器人操作系统、传感器、机器人学、机器人控制等教学实验，以及科研领域的视觉算法验证实验和导航控制算法实验等。

2. 伺服性能优良，运动定位精度高，车体采用模块化设计，易于安装，人机交互友好，使用便捷。

3. 控制系统采用MATLAB/Simulink软件进行编程，用户可以更好更便捷地研究控制算法，并可支撑更高级的控制算法验证。

4. 控制系统采用ROS通讯架构，底盘控制采用USB转串口通讯，控制周期可以缩短到20ms以内。

5. 提供多传感器感知周围环境，2D激光、深度相机、超声波等，更接近产品落地方案。

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）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）机器人视觉技术

（8）移动机器人导航与控制

（9）伺服电机控制与应用

实验内容

ROS基础学习

（1）ROS基本使用-小海龟实验。

（2）ROS消息、服务、动作的使用。

（3）ROS传感器的配置与使用

（4）RVIZ与rqt的配置与使用

（5）ROS参数服务器使用与多机通讯

（6）TF坐标变换使用与配置

（7）机器人各部件建模

（8）串口驱动通信实验

移动机器人实验平台调试

（9）激光雷达、里程计、IMU的使用与校准

（10）使用ROS指令控制机器人移动

（11）使用gmapping算法构建地图及修正

（12）使用cartographer算法构建地图与增量建图

（13）navigation自主导航与避障

（14）纯视觉方法建图与导航

（15）激光雷达与惯导融合建图导航

视觉实验调试

（16）机器视觉基本应用-参数调整

（17）Canny边缘检测实验

（18）Contour轮廓检测实验

（19）Hough线段检测实验

（20）人脸检测实验

（21）图像旋转缩放变换实验

（22）Haar+boosting特征检测实验

（23）视觉的实时测距与定位实验

（24）视觉的目标位姿测定实验

（25）移动机器人精准移动与视觉实验

定制开源实验（机器学习及深度学习内容需要升级带GPU的ROS工控机）

（26）机器学习SVM训练实验

（27）机器学习KNN训练测试实验

（28）TensorFlow实现神经网络实验

（29）TensorFlow实现AlxNet实验

（30）TensorFlow实现VGGNet实验

（31）TensorFlow实现Google Inception Net实验

（32）TensorFlow实现ResNet实验

MATLAB-ROS机器人控制

（33）MATLAB-ROS网络通信

（34）Simulink-ROS避障算法实验

（35）Simulink搭建轮毂电机速度环控制实验

参数指标