"卓尔-ARM"复合服务机器人
“卓尔-ARM”复合机器人是面向机器人工程、人工智能、自动化类、机电类等新工科专业的行业应用实践、毕业设计及科研创新的平台。“卓尔”使用行业应用级别的控制器、传感器、驱动单元、计算单元，通讯模块等，具有行业应用产品的品质和实用性，同时又具有教育所需要的开源、开放性。
（1）产品特点
● 立足行业应用实践，覆盖服务机器人多场景应用；
包含各种传感器模块、计算单元和控制单元，软件系统具有自主定位、导航规划、机器视觉、人工智能技术等功能，加载相应的执行机构可满足复合机器人迎宾导览、物品配送、货物搬运等核心商业应用。
● 品质过硬，行业应用的水准；
采用的控制器、传感器、驱动单元、计算单元、通讯模块等，具有行业标准级的品质，整机在多个服务场景实际使用，具备复合机器人的行业应用水准。
● 前沿算法封装，助力科研，无需重复造轮子；
内置算法库设置了一系列先进的机器人感知传感、自主定位、导航与规控、障碍感知与规避、目标检测与识别、语音识别与人机对话等算法，代码完全开源可进行二次开发，并进行了SDK封装，提供C++，Python，ROS等接口便于调用。
● 良好的软硬件开源、开放性，满足教学和二次开发的需求；
“卓尔”的内置算法软件全部开源，具备详细的注释，有良好的可读性。可进行二次开发，有一定技术深度和创新想法的学生可进行前沿探索与应用开发。
（2）硬件构成
“卓尔-ARM”符合行业级复合机器人的典型设计架构。机器人搭载激光雷达、深度相机、惯性测量单元等传感器用于环境感知、导航定位、路径规划与避障。搭载六自由度协作机械臂，可实现货物的移动抓取，搬运放置等。硬件参数如下：
● 主体材质：铝合金框架，外壳抗氧化处理，坚固、轻便、抗腐蚀和耐老化特性突出；
● 移动方式：差动底盘，2主动轮、2从动轮，可实现原地转弯；
● 电机：双轮毂电机，驱动机器人整机运动；
● 激光雷达：30m测距半径，用于机器人感知、定位、路径规划与避障；
● 深度相机：用于机器人感知，定位、路径规划与避障、防跌落；
● 六自由度协作机械臂：可完成3D视觉场景下的目标识别与定位，通过视觉与机械臂结合，引导机器人抓取和放置；
● 通讯接口： wifi、USB3.0、RS232、有线网口等。
（3）软件系统
定位技术方面：搭载激光雷达和高精度里程计，并配置有gmapping、hector、karto及cartographer等激光SLAM技术，融合激光雷达、里程计与IMU实现室内高精度定位以及不少于10000平米的超大范围建图；
导航规划方面：提供行业级别的导航规划算法，基于图优化的理论，支持定位丢失自主找回，支持动态地图更新，重复定位精度1个栅格（5cm）以内，支持地图编辑，擦除噪点，编辑禁区虚拟墙，特殊点示校等；
视觉AI方面：搭载高性能CPU处理器，部署yolo等卷积神经网络模型，能够实时识别特定目标，并将其定位跟踪，同时还可以基于计算机视觉识别特定颜色、形状的目标和二维码；
人机交互方面：内部软件库搭载了讯飞语音识别与NLP算法库，具备语音播报功能，可实现自如的人机对话；
移动抓取方面：可通过示教器完成机械臂的拖动定位，坐标确定，干涉设定等功能。通过API与SDK完成基于网络通信接口的机械臂运动控制与轨迹规划。结合深度相机可实现3D视觉场景下的目标识别与定位，引导机械臂抓取和放置；
课程设置示例
课程名称：复合机器人行业实训
开课年级： 大三-研究生
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复合机器人行业实训（64学时） |
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课次 |
课程内容 |
学时 |
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第1次 |
复合机器人概述 |
8 |
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第2次 |
复合机器人设计 |
16 |
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第3次 |
复合机器人定位系统 |
4 |
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第4次 |
复合机器人导航系统 |
4 |
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第5次 |
复合机器人AI系统 |
4 |
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第6次 |
复合机器人抓取策略 |
8 |
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第7次 |
复合机器人具体场景 |
4 |
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第8次 |
实践操作与项目设计 |
16 |