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“智行”-W3S小型服务机器人具有良好的灵活性和可靠性,可以实现自主导航和目标射击等功能。部署了 SLAM 算法功能包、路径规划算法功能包、目标跟踪算法功能包等,可以在密闭环境中准确检测周围环境实现自主导航与障碍物感知规避、目标跟踪、远程射击等功能。根据设计的综合场景,可实现单机、多机、协同对抗,具有较高的竞技性和趣味性。可作为机器人工程、人工智能、自动化类、机电类、电子信息类等专业的专业核心实验课与综合实践的平台。
(1)产品特点
● 模块化设计,预留标准安装孔,支持用户进行结构扩展,赋予机器人更多功能;
● 射击系统开源,用户可自行设计射击装置,支持3D打印,射击装置和机器人控制一体化,在Ubuntu系统内可以直接编程控制,无需单独编程,集成度高;
● 硬件开源,嵌入式控制器可单独编程控制,提供Keil环境下的函数库、工程模板,提供控制电机、舵机的通讯协议文档,提供嵌入式控制器的介绍文档、接口说明等,方便用户进行二次开发;
● 软件开源:已配置Ubuntu系统和ROS系统,支持C++、 Python 编程。提供系统主机的系统镜像文件和上位机调试软件,提供SLAM 算法功能包、路径规划算法功能包、目标跟踪算法功能包等,方便用户进行二次开发;
● 配套的竞赛项目竞技性和趣味性强,容易吸引和激发学生对机器人技术的兴趣和热情;
● 配备了详细的实验指导书和综合案例,方便教师教、学生学。
(2)适用领域
● 工科大类相关专业开设专业核心实验课、综合实践课等;
● 工科院系、工程训练中心、双创学院等参加各类机器人竞赛;
● 工科大类相关专业本科生毕业设计;
● 科研人员快速进行三轮移动底盘算法、实验原理验证。
(3)硬件构成
● 系统主机: 系统主机为X86平台,配置Linux操作系统和ROS机器人系统,软件应用代码开源,支持用户二次开发;
● 嵌入式控制器:底盘上集成了嵌入式控制器,支持用户进行机器人嵌入式开发,支持用户进行传感器拓展;
● 全向移动底盘:采用三轮全向移动底盘,在进行导航避障和移动射击时,机动性更强;
● 射击模块:采用舵机蓄力击打圆柱形“子弹”,炮台可270°水平旋转,搭配1080P分辨率视觉传感器,射击距离远、准确度高,圆柱形“子弹”设计,安全性高;
● 激光雷达:底盘上安装了25米探测距离的360°激光雷达,该雷达采用TOF测距技术,精度3厘米,可以有效避免环境光与强日光的干扰,实现室外场景的稳定测距与高精度建图;
● 姿态测量IMU:机器人底盘内置了9轴姿态测量系统,可以实时检测本体的航向、翻滚及俯仰角度,为机器人的导航及行进提供数据。
(4)软件功能示例
课程设置示例
课程名称: 移动射击机器人综合实践
开课年级:大二-大三
“智行-W3S”软件开源,提供完整的硬件接口协议、技术参数,便于二次开发。配套机器人操作系统、机器人定位与自主导航技术、数字图像处理与计算机视觉、移动射击机器人综合实践等实验指导书,用户可以利用机械结构的三维模型、图纸,定制自己的机器人外形、射击模块等,完成新的机器人开发。
移动射击机器人综合实践(40学时) |
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课次 |
课程内容 |
学时 |
|
第1次 |
ROS基本功能-上 |
2 |
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第2次 |
ROS基本功能-下 |
2 |
|
第3次 |
机器人运动控制 |
2 |
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第4次 |
激光雷达驱动与滤波 |
2 |
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第5次 |
轮式里程计与坐标变换 |
2 |
|
第6次 |
激光SLAM之Gmappin |
2 |
|
第7次 |
激光SLAM之Cartographer |
2 |
|
第8次 |
激光SLAM之自主导航 |
2 |
|
第9次 |
Navigation自主导航 |
2 |
|
第10次 |
目标跟踪 |
2 |
|
第11次 |
目标检测与识别 |
2 |
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第12次 |
二维码定位 |
2 |
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第13次 |
射击机器人综合实训(一) |
4 |
|
第14次 |
射击机器人综合实训(二 |
4 |
|
第15次 |
射击机器人综合实训(三) |
4 |
|
第16次 |
射击机器人综合实训(四) |
4 |