为了实现机器人软件模块复用,降低机器人相关软件的开发难度,提高开发 效率,在建立机器人开发环境的基础上,集成了一个由许多成熟机器人实用算法 构成的机器人软件仓库。
经过多年的发展,ROS操作系统已经集成了丰富的软件 资源,包括运动求取结构(Structure from Motion)、手势识别(Gesture Recognition)、 运动跟踪 (Motion Tracking)、人脸识别(Face Recognition)、目标识别(Object Identification) 、 分割与识别 (Segmentation and Recognition)、移动机器人控制 (Mobile Robotics Control)、运动理解 (Motion Understanding)、双目立体视觉 (Stereopsis Stereo Vision:Depth Perception from 2 Cameras)、路径规划 (Planning) 等,如图2-7所示。
通过对同类机器人软件进行筛选与测试,选择具备优良性能 和稳定性的软件模块,加入软件仓库。目前,软件仓库中包含三维建模软件模块、机器人3D 仿真环境软件框架、机器人运动学解算功能包、机器人仿真环境建立 工具包、机器人常用传感器驱动包、开源的视觉库 OpenCV 、Kinect 开发包等模 块、机械臂实时控制库、RiDE 三维可视化动态仿真库、SLAM 软件包和Navigation 软件包、RiDE 仿真开发包、视觉/磁混合导引软件模块、超声/激光雷达复合式障 碍物检测软件模块等多个软件模块。
里程计和电机控制的管理是导航模块的关键。里程信息定时通过串口从电机控制板中读取码 盘计数器获取;电机的控制指令需要每隔10ms 发 送 一 次
“ZJUkong-I” 和 “ZJUkong-II” 两个型号的仿人机器人,能够进行乒乓球对打、 行走、蹲起等任务;移植后仿人机器人能够完成设计的行走、踏步、蹲起的动作。而且将系统控制周期由3ms 缩 短 到 2ms, 系统运行也变得比在RTAI上运行时更加稳定
器人可以代替人类完成重复性,高强度的体力劳动,机器人进行重复性工作时的精确度也是人类无法比拟的;机器人可以代替人类在危险条件下工作;机器人可以到达人类难以到达的环境,帮助科学进步
自主装卸机器人引入类人结构设计,配置类人五个大部分组成,自主导航运行到装卸区域,进行目标检测、识别分割,然后自主引导“脚”进行 抓取位置调整,调整完成后,引导“手臂”进行自动装卸作业
通过“轮式移动+双臂协同”的本体创新设计,实现对外部环境的自我感知和基于复杂变化环境的自我决策,融入场景并提升操作水平和操作效率,与自动化制造产线深度融合
基于协作机器人的OTA(Over The Air)智慧服务平台,利用大数据和机器学习技术分析数据,识别设备异常,预测故障,并提供智能维护建议,为机器人产业链提供更加高效、可靠的维护方案
搭配高精度协作机械臂(定位精度 0.02mm),实现从零部件拆包(AGV 搬运)—精密装配(力控螺丝拧紧)—整机测试(模拟高空作业)的端到端自动 化作业流程
过高精度的激光雷达和深度相机进行地图构建、路径规划和实时导航,具有优异的全地形适应性;通过多个机器人之间的协调合作,任务调度能够自动优化, 减少了巡检任务的重复性和盲区
核心技术发展制约,泛化能力不足、端侧部署功耗与算力平衡难题突出;产业化商业应用制约,应用场景适配性不足,用户认知与技术实际能力存在落差;创新生态要素制约
人形机器人市场将呈现加速增长态势,2027年突破 1680 亿元,2035 年达到 1.47 万亿元,5 年内实现从千亿到万亿的跨越;新能源汽车制造、仓储物流、家庭服务等场景成为全球市场增长的主要驱动力
机器人在螺丝锁付、柔性装配、精密涂胶等组装场景中的应用渗透率快速增长;通过拖动及图形化示教可快速切换焊接参数与工艺路径;拓展到了高温高危环境的喷涂工作,高密封高防尘等特性使协作在喷涂领域的认可度提升
CCD视觉传感器安装在末端执行器上,构成机器人手眼视觉;超声波传感器的接收和发送探头也固定在机器人末端执行器上;柔顺腕力传感器安装于机器人的腕部