“智行Mini2”小型服务机器人
“智行Mini2”是一款面向机器人工程、人工智能、自动化类、机电类等专业开设专业核心实验课程、综合实践课程的智能机器人开放平台。机器人主体结构、底盘控制器、人工智能处理器、传感器、执行器等采用分离式模块化设计，用户可以根据使用需求拆出单独进行实验或二次开发进行拓展。上位机软件开源，提供方便二次开发的硬件接口协议、技术参数。结构开源，用户可以利用开放的机械结构三维模型、图纸，设计机器人的结构，增加执行器，拓展传感与控制方案等完成新的智能机器人开发或者产品设计。
（1）产品特点
●模块化设计：机器人软硬件均采用模块化系统架构设计，结构、硬件、传感器、执行器等分离式设计；
●结构开放：机器人主体采用不锈钢材质，坚固耐用，提供机械结构三维模型图纸；
●多传感器：深度相机、360°激光雷达、远场麦克风阵列、姿态传感器、巡线传感器、超声传感器、灰度传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器、 数码显示管、按键模块等；
●功能强大：融合激光雷达和深度相机的机器人自主定位、路径规划、避障算法、人脸识别、目标识别、目标跟踪、远场语音交互、移动抓取等；
●资源丰富：配有机器人拆装指南、多门课程的实验指导书、上位机软件开源代码、硬件接口协议、结构设计图纸等，便于使用和二次开发。
（2）硬件构成
1)四轮全向移动底盘
包含全向移动底盘、嵌入式控制器、嵌入式传感器系统。底盘速度可达0.3m/s，机动性强。包含嵌入式开发系统及巡线传感器、超声波传感器、温湿度传感器、碰撞传感器、按键开关等传感器。可进行机器人嵌入式系统实验，预留接口丰富，可以对传感器和执行器进行拓展，底盘拆卸改装方便。
2)人工智能层
包含人工智能处理器、深度相机、360激光雷达、远场语音模块等。人工智能层与移动底盘进行组合能进行图像处理与机器视觉、感知技术、人工智能技术、ROS机器人操作系统的学习和研究。
3)高精度机械臂
机械臂重复定位精度0.2mm，抓举力150g，关节范围240°。机械臂与人工智能层，移动底盘组合可以完成移动抓取机器人综合项目的应用开发，如垃圾分拣机器人、农业采摘机器人、工业巡检机器人等。
（3）软件功能示例
SLAM：Gmapping建图、Amcl自主定位、Cartographer、Navigation自主导航，融合激光雷达、双目视觉与IMU的vio_slam等；
图像识别：ROS+OpenCV+KCF+Yolo算法，可实现人脸识别，物体识别；
语音交互：连接百度人工智能服务平台，通过麦克风语音阵列，根据发布的说话内容，显示出语音识别效果；
移动抓取算法：可开展多场景的移动机器人抓取算法的应用，进而进行视觉引导机械臂抓取算法的学习和研究，服务机器人的算法研究等。
课程设置示例
课程名称：机器人嵌入式系统、机器人感知与传感技术、机器人结构设计、机器人操作系统、图像处理与机器视觉、人机自然交互、人工智能技术、综合项目设计实践等
开课年级： 大二-大四
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机器人嵌入式系统（40学时） |
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课次 |
课程内容 |
学时 |
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第1次 |
智行mini2 底盘电控结构介绍 |
1 |
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第2次 |
ARM处理器简介 |
1 |
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第3次 |
Keil代码工程建立与配置 |
2 |
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第4次 |
时钟系统讲解 |
1 |
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第5次 |
C语言的逻辑运算 |
1 |
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第6次 |
寄存器点亮LED |
2 |
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第7次 |
库函数点亮LED |
2 |
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第8次 |
定时器中断实验 |
2 |
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第9次 |
按键输入控制 |
1 |
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第10次 |
状态机思想实现按键消抖 |
1 |
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第11次 |
按键的单击、双击、三击、长按的应用 |
2 |
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第12次 |
状态机综合应用实验 |
2 |
|
第13次 |
通讯的基本概念 |
1 |
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第14次 |
串口收发实验 |
2 |
|
第15次 |
IIC原理讲解 |
1 |
|
第16次 |
硬件IIC数码管显示实验 |
2 |
|
第17次 |
软件IIC数码管显示实验 |
2 |
|
第18次 |
SPI原理讲解 |
1 |
|
第19次 |
软件SPI实验 |
2 |
|
第20次 |
硬件SPI实验 |
2 |
|
第21次 |
ADC原理讲解 |
1 |
|
第22次 |
ADC实验 |
2 |
|
第23次 |
总线式传感器读取 |
2 |
|
第24次 |
CAN 总线电机驱动控制 |
2 |
|
第25次 |
四轮全向控制编程 |
2 |
|
机器人感知与传感技术（20学时） |
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|
课次 |
课程内容 |
学时 |
|
第1次 |
超声传感器原理 |
1 |
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第2次 |
姿态传感器原理 |
1 |
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第3次 |
灰度传感器原理 |
1 |
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第4次 |
温湿度传感器原理 |
1 |
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第5次 |
气体传感器原理 |
1 |
|
第6次 |
碰撞传感器原理、按键原理 |
1 |
|
第7次 |
巡线避障小车实验 |
2 |
|
第8次 |
激光雷达人工势场法实验 |
2 |
|
第9次 |
视觉传感器与视觉系统 |
2 |
|
第10次 |
相机标定方法 |
2 |
|
第11次 |
机器人手眼标定 |
2 |
|
第12次 |
单目视觉测量方法 |
2 |
|
第13次 |
深度立体视觉测量方法 |
2 |
|
机器人结构设计（16学时） |
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|
课次 |
课程内容 |
学时 |
|
第1次 |
SolidWorks软件操作简介 |
4 |
|
第2次 |
材料与加工技术简介 |
4 |
|
第3次 |
3D打印技术简介 |
4 |
|
第4次 |
结构堆叠设计 |
4 |
|
机器人操作系统（28学时） |
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|
课次 |
课程内容 |
学时 |
|
第1次 |
ROS机器人操作系统综述 |
1 |
|
第2次 |
ROS文件系统 |
1 |
|
第3次 |
ROS通讯框架 |
1 |
|
第4次 |
ROS常用工具 |
1 |
|
第5次 |
ROSCPP编程实验 |
2 |
|
第6次 |
ROSPY编程实验 |
2 |
|
第7次 |
ROS控制机器人底盘 |
2 |
|
第8次 |
里程计与坐标变换 |
2 |
|
第9次 |
Imu与里程计非线性优化 |
2 |
|
第10次 |
Gmapping自主定位与建图 |
2 |
|
第11次 |
Cartographer自主定位与建图 |
2 |
|
第12次 |
Navigation自主导航 |
2 |
|
第13次 |
机器人自主巡航实验 |
2 |
|
第14次 |
多机联动实验 |
2 |
|
第15次 |
机械臂驱动实验 |
2 |
|
第16次 |
机械臂抓取实验 |
2 |
|
图像处理与机器视觉（54学时） |
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|
课次 |
课程内容 |
学时 |
|
第1次 |
Opencv概述 |
2 |
|
第2次 |
图像处理基本操作 |
2 |
|
第3次 |
像素处理与通道操作 |
2 |
|
第4次 |
图像位运算 |
2 |
|
第5次 |
色彩空间类型转换 |
2 |
|
第6次 |
图像几何变换 |
2 |
|
第7次 |
阈值处理 |
2 |
|
第8次 |
图像平滑处理，插值与滤波 |
2 |
|
第9次 |
形态学操作 |
2 |
|
第10次 |
图像梯度运算 |
2 |
|
第11次 |
边缘检测 |
2 |
|
第12次 |
图像金字塔 |
2 |
|
第13次 |
轮廓与连通域 |
2 |
|
第14次 |
直方图处理 |
2 |
|
第15次 |
模板匹配 |
2 |
|
第16次 |
傅里叶变换 |
2 |
|
第17次 |
霍夫变换于形状提取 |
2 |
|
第18次 |
图像分割与提取 |
2 |
|
第19次 |
视频处理 |
2 |
|
第20次 |
绘图与交互 |
2 |
|
第21次 |
K邻近算法 |
2 |
|
第22次 |
SVM支持向量机 |
2 |
|
第23次 |
人脸识别 |
2 |
|
第24次 |
二维码识别 |
2 |
|
第25次 |
图像跟踪算法 |
2 |
|
第26次 |
基于机械臂图像视觉抓取 |
4 |
|
人机自然交互（24学时） |
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|
课次 |
课程内容 |
学时 |
|
第1次 |
人机自然交互概述 |
1 |
|
第2次 |
语音阵列驱动 |
1 |
|
第3次 |
音频的录制与保存 |
2 |
|
第4次 |
在线语音听写 |
2 |
|
第5次 |
离线语音唤醒 |
2 |
|
第6次 |
离线命令词识别 |
2 |
|
第7次 |
自然语言处理 |
2 |
|
第8次 |
在线语音合成与播放 |
2 |
|
第9次 |
在线智能问答 |
2 |
|
第10次 |
智能音箱设计 |
8 |
|
人工智能技术（28学时） |
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|
课次 |
课程内容 |
学时 |
|
第1次 |
人工智能导论 |
2 |
|
第2次 |
深度学习简介 |
2 |
|
第3次 |
目标检测框架 |
2 |
|
第4次 |
训练模型-数据采集 |
2 |
|
第5次 |
训练模型-数据标注 |
2 |
|
第6次 |
训练模型-参数配置 |
2 |
|
第7次 |
Openvino简介 |
2 |
|
第8次 |
模型优化 |
2 |
|
第9次 |
推理计算C++范例 |
2 |
|
第10次 |
推理计算Python范例 |
2 |
|
第11次 |
进一步提升AI推理性能 |
2 |
|
第12次 |
工业领域光学字符识别范例 |
2 |
|
第13次 |
农作物病虫害自动识别项目范例 |
2 |
|
第14次 |
深度学习外观缺陷检测项目范例 |
2 |
|
综合项目设计实践（32学时） |
||
|
第一项 |
智能安防机器人 |
32 |
|
第二项 |
智能垃圾分拣机器人 |
32 |
|
第三项 |
农作物采摘机器人 |
32 |
|
第四项 |
智能巡检机器人 |
32 |