【正文】 對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深，機(jī)器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。 80年代中后期，第一代機(jī)器人的技術(shù)性能滿足不了實(shí)際需要，美國(guó)開始生產(chǎn)帶有視覺、力覺的第二代機(jī)器人，并很快占領(lǐng)了 60％的機(jī)器人市場(chǎng)。 發(fā)展?fàn)顩r 美國(guó) 1968年 美國(guó)斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機(jī)器人 Shakey。 發(fā)展?fàn)顩r 1970Shakey the robot reasons about its blocks 日本 日本的工業(yè)機(jī)器人是在引進(jìn)美國(guó)工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，經(jīng)過消化、吸收、創(chuàng)新發(fā)展起來的。目前，日本工業(yè)機(jī)器人的裝備量約占世界工業(yè)機(jī)器人裝備量的 60％。為了推動(dòng)日本機(jī)器人比賽的發(fā)展，日本政府于 2022年組織了國(guó)際機(jī)器人節(jié)。 發(fā)展?fàn)顩r 日本 1969年日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)以雙腳走路的機(jī)器人。日本專家一向以研發(fā) 仿人機(jī)器人 和 娛樂機(jī)器人 的技術(shù)見長(zhǎng)，后來更進(jìn)一步，催生出本田公司的 ASIMO和索尼公司的 QRIO。我國(guó)已在“七五”計(jì)劃中把機(jī)器人列人國(guó)家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容，撥巨款在沈陽建立了全國(guó)第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程，全面展開了機(jī)器人基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)元器件研究。 發(fā)展?fàn)顩r 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 中國(guó) 發(fā)展?fàn)顩r 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 北京航空航天大學(xué)靈巧手 我國(guó)第一臺(tái)自主研制的全自動(dòng)工業(yè)焊接機(jī)器人 ――“ 昆山一號(hào)” 機(jī)器人大致經(jīng)歷了三個(gè)成長(zhǎng)階段：第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人，第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人，第三代為類似人類的智能機(jī)器人，它的未來發(fā)展方向是有知覺、有思維 、能與人對(duì)話。 發(fā)展歷程 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 RoboCup 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 Robot Soccer World Cup 什么是 RoboCup？ Robot World Cup 國(guó)際上發(fā)展足球機(jī)器人的一個(gè)創(chuàng)新動(dòng)議（ initiative） 新的里程碑 (Landmark)工程 長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)：到 2050年，完全自主的類人的機(jī)器人將打敗當(dāng)時(shí)的世界足球冠軍隊(duì)，這是一個(gè) 50年的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃。 Apollo 登月 從 Wright 兄弟的第一次飛行到 Apollo 登月經(jīng)過了 50年 計(jì)算機(jī)下棋 從發(fā)明計(jì)算機(jī)到深藍(lán)打敗卡斯帕羅夫也經(jīng)過了 50年 ? RoboCup的起源與發(fā)展 RoboCup 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的教授 Alan Mackworth在 1992年的論文 《 On Seeing Robots》 中提出訓(xùn)練機(jī)器人進(jìn)行足球比賽的設(shè)想。與會(huì)的研究人員對(duì)制造和訓(xùn)練機(jī)器人進(jìn)行足球比賽以促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)行了探討。 1997年首屆 RoboCup比賽及會(huì)議在日本的名古屋舉行，以后每年舉辦一屆。機(jī)器人全自主。Boston Dynamics公司曾測(cè)試過 BigDog，它能夠在戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)揮重要作用 :為士兵運(yùn)送彈藥、食物和其他物品。陀螺儀和其他傳感器幫助機(jī)載計(jì)算機(jī)規(guī)劃每一步的運(yùn)動(dòng)。該液壓裝置由單缸兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 Link to… Other… 工業(yè)機(jī)器人 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 □ 美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（ IEEE）統(tǒng)計(jì)，至 2022年底，世界各地已經(jīng)部署了 100萬臺(tái)各種工業(yè)機(jī)器人。 □ 他們的算法基于制造工人與機(jī)器人的比例，即每萬名工人擁有多少臺(tái)制造機(jī)器人。 Link to… plaary gearhead 怎樣動(dòng)起來？ 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 brushless DC motor brushed DC motor 伺服電動(dòng)機(jī) —— 伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的 U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。 電機(jī) 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 直流無刷電機(jī) —— 首先控制部根據(jù) hallsensor感應(yīng)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子目前所在位置，然后依照定子繞線決定開啟 (或關(guān)閉 )換流器中功率晶體管的順序，使電流依序流經(jīng)電機(jī)線圈產(chǎn)生順向 (或逆向 )旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用，如此就能使電機(jī)順時(shí) /逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。 基于 DSP控制器技術(shù)的全數(shù)字智能伺服驅(qū)動(dòng)器 控制與驅(qū)動(dòng) 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 TML運(yùn)動(dòng)控制語言 （ Technosoft Motion Language） 無刷直流電機(jī)（ BLDC） 永磁同步電機(jī)（ PMSM） 直流有刷電機(jī) 為單軸或多軸應(yīng)用提供了一個(gè)靈活，緊湊，易于實(shí)現(xiàn)的解決方案。 IPM100 INTELLIGENT SERVO DRIVE 控制與驅(qū)動(dòng) 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 1. 扭矩速度位置控制模式 2. 電子齒輪曲線輪廓線運(yùn)動(dòng)模式 3. 適應(yīng)外部變量壓力流量溫度等控制運(yùn)動(dòng)模式 IPM100具有可以選擇的多種運(yùn)動(dòng)控制模式 運(yùn)用 IPM Motion Studio，一套高級(jí)的圖形工具集成開發(fā)平臺(tái)： 控制與驅(qū)動(dòng) 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 TML運(yùn)動(dòng)語言提供了多種運(yùn)動(dòng)模式的編程：如位置 /速度梯形或 S形曲線，點(diǎn)到點(diǎn)直線插補(bǔ)，脈沖＋方向等。一般情況下， 3個(gè)全向輪就能提供全向的移動(dòng)能力。因此，全向驅(qū)動(dòng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的差動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。 全向輪 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 Differential drive wheeled mobile robot 正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 ??????????????????????????????lrRRqqLrLrrrYX//0)s i n (0)c o s (?????逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 rLqqrtytxqrlr//)()( 22?????四輪全向機(jī)器人模型 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 各車輪的旋轉(zhuǎn)速度與機(jī)器人速度之間的關(guān)系為： 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 全向視覺 視覺定位的核心任務(wù)是： 從這些傳感器捕捉的圖像中提取出期望的圖像特征并與環(huán)境特征建立某種一致性的聯(lián)系。全向視覺系統(tǒng)作為 RoboCup MiddleSize機(jī)器人最重要的傳感器，其主要用于采集全景圖像，以進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和自定位。在眾多的方法中，用單個(gè)曲面反射鏡面制作的全向視覺系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取水平方向 360186。 內(nèi)側(cè)部分為水平等比鏡面 外側(cè)部分為垂直等比鏡面 雙曲線鏡面獲得的球場(chǎng)全景圖像 全向視覺 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 The main parameters to be chosen are the height of the mirror and the distance between the mirror and the camera. They also determine the viewing angle of the lens for a fullsize image of the mirror. Camera Mirror 原始圖像經(jīng)過校正后 得到場(chǎng)地上的直線 場(chǎng)地特征提取與 基于三角測(cè)量的自定位 全向視覺 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地 視覺的距離標(biāo)定 例如，若全向視覺利用了凸面反光鏡，因此視覺產(chǎn)生了畸變。因此，需要進(jìn)行距離標(biāo)定，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的“圖象 實(shí)際”距離映射表。 由于全維視圖從中心點(diǎn)到向外輻射的每一個(gè)同心圓上距離相同，只需選取一條半徑進(jìn)行標(biāo)定，即可確定其他半徑上點(diǎn)對(duì)應(yīng)距離信息。 研究?jī)?nèi)容 1 □常見的全向反射鏡面包括圓錐形鏡面、球形鏡面、橢球形鏡面、拋物線鏡面以及雙曲線鏡面等。 PHILIPS SPC900NC 130萬像素 □設(shè)置 ，在編譯時(shí)調(diào)用 OpenCV 的頭文件