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"卓尔"服务机器人系列

  “卓尔”服务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服务机器人商用清洁、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,具备服务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。嵌入式控制器开放编程与调试接口,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”采用“主+从”双处理器架构,符合行业级服务机器人的典型设计架构。主处理器搭载ROS机器人操作系统,负责决策、定位、导航、目标检测、人机交互功能实现,副处理器负责机器人的运动控制与执行机构控制。机器人搭载激光雷达、深度相机、惯性测量单元、超声传感器、TOF传感器等用于环境感知、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、碳纤维框架,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、3从动轮,铝合金包胶车轮,可实现原地转弯;
  ●电机:双直流无刷伺服电机,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;
  ●单目相机:用于机器人环境感知、目标检测、目标跟随、巡逻安防应用等功能实现;
  ●超声传感器阵列: 6路,用于玻璃等透明障碍物的识别与避障;
  ●TOF传感器阵列: 6路,用于实现沿边、防跌落等功能;
  ●系统主机:intel i5工控机,已配置Ubuntu操作系统,ROS机器人系统;
  ●清洁装置:可升降尘推装置,可更换拖布;
  ●电池:25.4V、20Ah;
  ●充电器/基站:10A25.4V充电器,红外回充基站;
  ●交互系统:10寸机载Pad,搭载安卓系统实现服务机器人与人交互的UI与接口、麦克风/音响、RGB灯带等;
  ●六自由度协作机械臂: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。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
  “卓尔”机器人软件系统体系分为远程云端层、人机交互层、智能算法层、传感控制层四个层面,以及虚拟仿真软件体系。
  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:可进行基于栅格地图的全局路径规划(D*,A*,迪杰斯特拉等)以及局部路径规划(DWA,TEB等),同时,搭载的超声传感器可有效规避玻璃,红外测距传感器可有效识别台阶防止跌落;
  视觉AI方面:搭载高性能CPU处理器,处理器内配置有openvino边缘计算框架,部署了mobile-ssd,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:可通过对机载Pad进行二次开发,完成基于触摸屏的人机交互功能,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;
  云端方面:机器人运行数据通过websockt上传到云服务器,包括传感器信息、地图、路径规划等,同时通过webviz做实时的展示;
  虚拟仿真方面:配套对应行业应用场景的虚拟仿真软件,可以在仿真中调试相关应用场景软件并移植到本机上进行验证,参数完全一致,大大提升学习与科研创新的效能。
  课程设置示例
  课程名称:机器人感知与传感、图像处理与机器视觉、人工智能、SLAM与路径规划、机
  械臂运动控制、服务机器人行业应用实践。
  开课年级: 大三-研究生

机器人感知与传感(22学时)Meb北京博创尚和科技有限公司

课次Meb北京博创尚和科技有限公司

课程内容Meb北京博创尚和科技有限公司

学时Meb北京博创尚和科技有限公司

第1次Meb北京博创尚和科技有限公司

激光雷达测距原理Meb北京博创尚和科技有限公司

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第2次Meb北京博创尚和科技有限公司

激光雷达数据驱动Meb北京博创尚和科技有限公司

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第3次Meb北京博创尚和科技有限公司

深度相机工作原理。Meb北京博创尚和科技有限公司

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第4次Meb北京博创尚和科技有限公司

深度相机数据驱动Meb北京博创尚和科技有限公司

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第5次Meb北京博创尚和科技有限公司

imu工作原理。Meb北京博创尚和科技有限公司

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第6次Meb北京博创尚和科技有限公司

Imu数据驱动Meb北京博创尚和科技有限公司

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第7次Meb北京博创尚和科技有限公司

Imu滤波方法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第8次Meb北京博创尚和科技有限公司

超声波工作原理Meb北京博创尚和科技有限公司

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第9次Meb北京博创尚和科技有限公司

超声波传感器数据驱动Meb北京博创尚和科技有限公司

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第10次Meb北京博创尚和科技有限公司

TOF传感器工作原理Meb北京博创尚和科技有限公司

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第11次Meb北京博创尚和科技有限公司

TOF感器数据驱动Meb北京博创尚和科技有限公司

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图像处理与机器视觉(30学时)Meb北京博创尚和科技有限公司

课次Meb北京博创尚和科技有限公司

课程内容Meb北京博创尚和科技有限公司

学时Meb北京博创尚和科技有限公司

第1次Meb北京博创尚和科技有限公司

Open CV概述Meb北京博创尚和科技有限公司

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第2次Meb北京博创尚和科技有限公司

图像基本操作Meb北京博创尚和科技有限公司

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第3次Meb北京博创尚和科技有限公司

像素处理与通道操作Meb北京博创尚和科技有限公司

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第4次Meb北京博创尚和科技有限公司

图像位运算Meb北京博创尚和科技有限公司

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第5次Meb北京博创尚和科技有限公司

数字图像化Meb北京博创尚和科技有限公司

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第6次Meb北京博创尚和科技有限公司

图像几何变换Meb北京博创尚和科技有限公司

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第7次Meb北京博创尚和科技有限公司

图像平滑与滤波Meb北京博创尚和科技有限公司

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第8次Meb北京博创尚和科技有限公司

图像阈值分割Meb北京博创尚和科技有限公司

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第9次Meb北京博创尚和科技有限公司

图像形态学运算Meb北京博创尚和科技有限公司

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第10次Meb北京博创尚和科技有限公司

边缘检测算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第11次Meb北京博创尚和科技有限公司

色彩空间与颜色识别Meb北京博创尚和科技有限公司

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第12次Meb北京博创尚和科技有限公司

霍夫变化与形状识别Meb北京博创尚和科技有限公司

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第13次Meb北京博创尚和科技有限公司

模板匹配Meb北京博创尚和科技有限公司

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第14次Meb北京博创尚和科技有限公司

二维码检测Meb北京博创尚和科技有限公司

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第15次Meb北京博创尚和科技有限公司

目标跟踪算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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人工智能(18学时)Meb北京博创尚和科技有限公司

课次Meb北京博创尚和科技有限公司

课程内容Meb北京博创尚和科技有限公司

学时Meb北京博创尚和科技有限公司

第1次Meb北京博创尚和科技有限公司

人工智能导论Meb北京博创尚和科技有限公司

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第2次Meb北京博创尚和科技有限公司

深度学习理论Meb北京博创尚和科技有限公司

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第3次Meb北京博创尚和科技有限公司

深度学习框架TensorFlowMeb北京博创尚和科技有限公司

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第4次Meb北京博创尚和科技有限公司

模型训练-数据处理Meb北京博创尚和科技有限公司

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第5次Meb北京博创尚和科技有限公司

模型训练-格式转换Meb北京博创尚和科技有限公司

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第6次Meb北京博创尚和科技有限公司

模型训练-参数配置与训练Meb北京博创尚和科技有限公司

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第7次Meb北京博创尚和科技有限公司

模型训练-模型评估Meb北京博创尚和科技有限公司

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第8次Meb北京博创尚和科技有限公司

推理框架openvinoMeb北京博创尚和科技有限公司

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第9次Meb北京博创尚和科技有限公司

模型部署Meb北京博创尚和科技有限公司

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SLAM与路径规划(20学时)Meb北京博创尚和科技有限公司

课次Meb北京博创尚和科技有限公司

课程内容Meb北京博创尚和科技有限公司

学时Meb北京博创尚和科技有限公司

第1次Meb北京博创尚和科技有限公司

Gmapping建图算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第2次Meb北京博创尚和科技有限公司

amcl定位算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第3次Meb北京博创尚和科技有限公司

Hector建图算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第4次Meb北京博创尚和科技有限公司

Karto建图算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第5次Meb北京博创尚和科技有限公司

Cartogragpher算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第6次Meb北京博创尚和科技有限公司

A*规划算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第7次Meb北京博创尚和科技有限公司

D*规划算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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DWA局部规划算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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TEB局部规划算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第10次Meb北京博创尚和科技有限公司

轨迹跟踪算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第11次Meb北京博创尚和科技有限公司

控制器算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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第12次Meb北京博创尚和科技有限公司

脱困算法Meb北京博创尚和科技有限公司

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机械臂运动控制(22学时)Meb北京博创尚和科技有限公司

课次Meb北京博创尚和科技有限公司

课程内容Meb北京博创尚和科技有限公司

学时Meb北京博创尚和科技有限公司

第1次Meb北京博创尚和科技有限公司

机械臂通讯接口实现Meb北京博创尚和科技有限公司

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第2次Meb北京博创尚和科技有限公司

Moveit!基础Meb北京博创尚和科技有限公司

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第3次Meb北京博创尚和科技有限公司

机械臂单关节运动Meb北京博创尚和科技有限公司

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第4次Meb北京博创尚和科技有限公司

指定位姿运动Meb北京博创尚和科技有限公司

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第5次Meb北京博创尚和科技有限公司

机械臂示教与重复定位Meb北京博创尚和科技有限公司

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第6次Meb北京博创尚和科技有限公司

机械臂手眼标定Meb北京博创尚和科技有限公司

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第7次Meb北京博创尚和科技有限公司

机械臂运动规划Meb北京博创尚和科技有限公司

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机械臂规划避障Meb北京博创尚和科技有限公司

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第9次Meb北京博创尚和科技有限公司

复合机器人应用-自主识别抓取水瓶Meb北京博创尚和科技有限公司

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第10次Meb北京博创尚和科技有限公司

复合机器人应用-自主开门Meb北京博创尚和科技有限公司

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第11次Meb北京博创尚和科技有限公司

复合机器人应用-自主无序分拣Meb北京博创尚和科技有限公司

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服务机器人行业应用实践(54学时)Meb北京博创尚和科技有限公司

课次Meb北京博创尚和科技有限公司

课程内容Meb北京博创尚和科技有限公司

学时Meb北京博创尚和科技有限公司

第1次Meb北京博创尚和科技有限公司

行业应用机器人分析Meb北京博创尚和科技有限公司

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第2次Meb北京博创尚和科技有限公司

软件架构设计Meb北京博创尚和科技有限公司

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第3次Meb北京博创尚和科技有限公司

交互系统设计Meb北京博创尚和科技有限公司

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第4次Meb北京博创尚和科技有限公司

人机接口设计Meb北京博创尚和科技有限公司

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第5次Meb北京博创尚和科技有限公司

交互模块开发Meb北京博创尚和科技有限公司

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第6次Meb北京博创尚和科技有限公司

算法模块开发Meb北京博创尚和科技有限公司

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第7次Meb北京博创尚和科技有限公司

业务逻辑开发Meb北京博创尚和科技有限公司

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第8次Meb北京博创尚和科技有限公司

整体调试Meb北京博创尚和科技有限公司

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