“智群”桌面级智能无人系统
配套的实验课程：《智能无人系统综合实践》
“智群”桌面级智能无人系统由5种不同形态及功能的机器人和智能组网设备组成，搭载了Web服务器，配备了基于WebSocket的组网通信系统及轻量级的数据库，用户能够通过计算机软件技术轻松管理系统中的机器人，实现各机器人的无缝衔接与高效调度。提供开源的通信接口，支持基于本系统扩展不同的通信协议接入新的智能设备，附有案例展示如何实现不同编程语言接入通信管理系统，及如何通过前后端的数据交互将机器人的状态信息与任务信息呈现在UI前端。本系统可作为本科高年级学生的综合实践项目，以应用场景为引导设计一套智能化的无人系统。也可作为从事多机集群控制研究的基础平台。
配套的实验课程大纲如下：
本课程作为学生掌握并理解智能无人系统的引领，帮助学生掌握机器人的若干核心概念、设计思路，面向不同场景与应用需求设计机器人的功能及指标参数等，及多机器人如何基于物联网系统相互通信，如何在物联网的技术加持下组成一个多智能体系统。
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《智能无人系统综合实践》（理论课时48+实验课时48） |
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课次 |
课程名称 |
内容 |
课时 |
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1 |
开发指南 |
了解如何配置使用机器人开发环境，如何正确连接机器人系统，了解机器人开发维护注意事项。 |
理论2 |
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2 |
构型搭建 |
基于模块化机器人套件，搭建典型的机器人构型，每组学生实现一种构型搭建。 |
理论2 |
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3 |
硬件接口通讯 |
了解各模块之间的线路连接，熟悉串口等通讯方式，测试通信是否正常。 |
理论2 |
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4 |
传感模块测试 |
对每一个构型涉及的传感器如激光雷达、IMU、超声/TOF等单独测试，了解特性。 |
理论2 |
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5 |
控制模块测试 |
对每一个构型涉及的控制器、执行单元、电机、舵机进行测试，了解各模块的特性。 |
理论2 |
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6 |
嵌入式系统调试 |
熟悉嵌入式控制器，了解如何面对机器人构型使用与配置嵌入式功能。 |
理论2 |
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7 |
运动控制系统调试 |
实现指定运动模型下机器人底盘运动和舵机角度运动的控制。 |
理论2 |
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8 |
ROS通讯基础 |
熟悉实践中涉及的ROS知识与调试方法。 |
理论2 |
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9 |
建图与定位系统调试 |
基于传感器建立概率栅格地图，保存地图，并在此地图中定位。 |
理论2 |
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10 |
导航系统调试 |
实现在已有地图中自主导航，发布路点信息。 |
理论2 |
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11 |
视觉系统调试 |
实现对摄像头与视觉系统的调试，视觉系统提供决策依据。 |
理论2 |
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12 |
AI系统调试 |
实现对AI模型与AI系统的调试，AI系统提供决策依据。 |
理论2 |
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13 |
执行机构调试 |
分组对每种类型的执行机构进行软件端调试，确保正确执行动作。 |
理论2 |
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14 |
机器人设计与开发 |
介绍机器人设计方法与设计流程，讲解机器人如何应用于产业实践，分组针对单台设备设计一个小型任务。 |
理论4 |
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15 |
面向场景的信息流与通信协议设计 |
针对单台设备，设计一个小型任务，将上述功能组合串联起来，设计一套通信模式与通信协议。 |
理论2 |
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16 |
业务逻辑整合与 |
针对单台设备，设计一个小型任务，将上述功能组合串联起来编写不同节点的业务逻辑，并整合到一起完成任务，对整体任务进行调试，DEBUG。 |
理论2 |
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17 |
无人系统组成 |
以智能无人工厂这一典型无人系统为例，讲解智能无人系统的构成与无人系统的设计思路。学生自主设计无人系统场景，并进行设计思路汇报分析。 |
理论2 |
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18 |
无人系统组网设计 |
讲述如何基于数据库设计一个系统后台，如何利用物联网将不同机器人设备连接到一起，各模块之间的web通信架构与通讯协议如何设计，熟悉组网系统的服务端及客户端。 |
理论2 |
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19 |
综合无人系统实践 |
每个小组一台机器人，可以与后台通信，将不同的功能组成一个大组，实现智能无人系统的设计，制作整体项目的PPT。 |
理论6 |
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20 |
汇报与展示 |
完成方案的系统级展示，并进行汇报与答辩。 |
理论6 |