"创意之星"模块化机器人
“创意之星”是面向大学生，适合工程创新实践教育的高级模块化机器人套件，也俗称机器人的万能魔方。学生通过简单的花键连接可以快速搭建出坚固且灵活多变的机器人构型，如多关节机器人、倒立摆、语音识别模块、视觉追踪机器人、多足机器人等。
产品包含：
● 结构：几十种、数百个精密高强度ABS材质的结构零件，可以任意拼装；
● 控制：高级版控制器、AI版控制器均采用Linux操作系统，可实时处理语音、图像；
● 执行：配有多个总线式数字舵机作为执行器，可作为机器人关节动力或者轮子的动力；
● 传感：十多种可选的传感器，包括视觉、红外、超声测距、光强、灰度、碰撞等；
● 软件：标准版、高级版均搭配图形化编程软件，也支持C语言直接编程，使用图形化软件编程时会同时生成对应的C代码，帮助学生对C语言的学习。AI版支持python编程；
● 实验教材和技术文档：配有普通高校“十三五”规划教材、《构型搭建指南》、《实验指导书》、数据手册等文档，并提供所有结构件的3D模型，便于用户学习；
● 不同层次的多个版本： “创意之星”分为标准版、高级版、AI版三个版本，并有多种配件可选购，可搭配相关组件包参加各类比赛。
（1）产品特点
● 多控制系统可供选择，满足多年级的实践教学、创新竞赛等需求；
● 已被国内600多所高校采用，大量构型、作品案例供学生学习参考；
● 适用于中国高校智能机器人创意大赛、中国机器人大赛、中国智能机器人格斗及竞技大赛的多个竞赛项目；
● 配套国家普通高校“十三五”规划教材；
● 入选工信部智能机器人创客项目课程体系；
● 获得国家“863”计划模块化机器人项目支持。
（2）核心控制
标准版控制器
标准版控制器（Luby控制器）集成数字量接口、模拟量接口、数字舵机接口、RS232接口、TTL电平IO输出接口，具有丰富的扩展能力。Luby控制器具有反接保护、过流保护功能，支持串口及U盘下载程序，可储存多个用户程序并通过面板按钮进行选择和运行，支持蓝牙点对点无线数据传输和ZigBee无线组网通信。
高级版控制器
高级版控制器包含Luby和Woody两种控制器。Woody控制器由基于64位Cortex-A53的处理器组成，运算速度1.2GHz，采用Linux操作系统，独立的语音识别模块，可实时处理语音、图像。配合Luby控制器可实现语音识别、视觉追踪等。
AI版控制器
AI版控制器集成了Cortex-A72架构的64位处理器和英特尔movidius2计算棒套件，运算速度1.5GHz，采用Linux操作系统，支持python视觉编程，可在计算棒上部署深度学习框架，完成如目标检测、人脸识别、数字识别等人工智能技术应用。
（3）执行器和传感器
CDS5516数字舵机
● 控制精度高，位置伺服控制分辨率可达0.35度；
● 响应速度快，响应时间2ms；
● 串行总线连接，数字式控制/反馈，最多可连接254个节点；
● 300°位置控制范围，可整周旋转；
● 兼容R/C舵机结构；
● 高精度铜合金齿轮组，回差（齿隙）小于0.5度，双滚动轴承确保效率和寿命。
传感器
温度、光强、红外、姿态、灰度、霍尔、碰撞等开关量和模拟量传感器，提供全面的基础学习；视觉、语音、红外测距、超声接近传感器等，提供高级的信息感知功能学习。
（4）结构件
包含50余种，数百个结构零件，采用高品质ABS材料，制造精度达0.01mm。结构采用创新设计的花键式多角度连接，以螺栓作为紧固方式，以舵机为中心形成多关节、多自由度的运动机构。
结构件的设计很好实现了舵机与结构的融合，充分展现舵机带来的多自由度、多关节以及结构件的连接多变与灵活，可搭建稳定、形态多变的机器人。
完善的零部件BOM清单，便于设备管理，让学生形成良好的实操与作业习惯，工作环境5S就从学生的机器人实践课开始。
（5）典型构型
“创意之星”采用醒目的工程灰加警示橙配色，让学生的作品靓丽夺目。多足机器人、机械臂、平衡车、垃圾分拣机器人、考勤机器人、机器狗等工业产品、消费电子产品等，可通过学生的创意，借助“创意之星”模块化的平台去实现，让学生切身体会机器人构型的运动模型、控制信息流和能量的传递。当学生完成自己的第一个机器人原型，将会获得极大的成就感，提升对专业的热情和工程素养。
课程设置示例
课程名称：机器人创新设计与竞赛
开课年级：大一-大二
通过图形化的C语言编程环境对传感器、执行器进行编程，初步掌握数字量/模拟量传感器的使用方法和特点，从而为微机原理、计算机接口等课程的理论学习打下基础。初步让学生接触项目式学习方法，按照给定题目及创新题目进行创意设计，搭建出机器人作品，进行竞赛评比。
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机器人创新设计与竞赛（32学时） |
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课次 |
课程内容 |
授课方式 |
学时 |
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第1次 |
机电创新设计与机器人比赛绪论 |
理论 |
2 |
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第2次 |
系统组成和驱动器模块 |
理论 |
2 |
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第3次 |
检测与传感模块、控制模块、传动模块 |
理论 |
2 |
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第4次 |
图形化编程环境 |
理论 |
2 |
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第5次 |
项目示例 |
理论 |
2 |
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第6次 |
项目立项及项目报告 |
理论 |
2 |
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第7次 |
结构设计 |
实验 |
2 |
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第8次 |
结构搭建 |
实验 |
2 |
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第9次 |
实验 |
2 |
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第10次 |
传感和控制系统安装测试 |
实验 |
2 |
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第11次 |
实验 |
2 |
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第12次 |
程序调试 |
实验 |
2 |
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第13次 |
实验 |
2 |
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第14次 |
比赛 |
实验 |
2 |
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第15次 |
实验 |
2 |
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第16次 |
总结报告 |
理论 |
2 |
课程名称：AI技术与机器人创新实践
开课年级： 大二-大三
“创意之星”模块化机器人AI版采用树莓派控制器，开发了传感器和机器人舵机的硬件接口，集成了姿态传感器和LCD。开发了专门的python库文件，兼容python2，python3，可通过简洁的树莓派函数，完成传感器的读取，机器人舵机的设置与控制，LCD写屏，姿态传感器读取等操作，开发各种形态的机器人。
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AI技术与机器人创新实践（32学时） |
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课次 |
课程模块 |
课程内容 |
学时 |
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第1次 |
系统安装及环境搭建 |
配置控制器镜像 |
2 |
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第2次 |
Python语法1 |
Python编程基础 |
2 |
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第3次 |
Python语法2 |
Python编程进阶-面向对象编程 |
2 |
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第4次 |
Python-opencv |
Python-opencv基础操作 |
2 |
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第5次 |
识别二维码 |
基于opencv识别apriltag二维码 |
2 |
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第6次 |
颜色识别 |
基于opencv识别特定颜色 |
2 |
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第7次 |
颜色形状识别 |
基于opencv识别特定颜色及形状 |
2 |
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第8次 |
人脸检测 |
基于opencv检测人脸 |
2 |
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第9次 |
目标跟踪 |
基于opencv，学习不同跟踪算法 |
2 |
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第10次 |
Openvino上 |
基于tensorflow训练AI模型 |
2 |
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第11次 |
Openvino下 |
基于openvino实现AI预测目标识别 |
2 |
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第12次 |
运动控制 |
利用python控制驱动读取传感器 |
2 |
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综合实践 |
捡网球机器人 |
利用摄像头采集图像，依靠颜色与形状识别网球，并设计构型收集网球。 |
任选一种或多种项目，单个项目8课时 |
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云台追踪机器人 |
搭建四轮小车和2自由度云台，摄像头安装在云台上，采集人脸，驱动云台跟踪人脸。 |
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垃圾分类机器人 |
搭建机械臂，通过AI模型识别垃圾种类并正确抓取分类。 |
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考勤机器人 |
搭建人形机器人，依靠AI模型实现人脸识别，并完成机器人考勤项目。 |
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仿人散打竞赛 |
中国机器人大赛/中国高校智能机器人创意大赛/中国智能机器人格斗及竞技大赛等大赛竞赛项目 |
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轮式格斗竞赛 |
中国机器人大赛/中国高校智能机器人创意大赛/中国智能机器人格斗及竞技大赛等大赛竞赛项目 |
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