实验室概况
自主机器人实验室

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自主机器人与智能辅助系统实验室


实验室主要研究开发自主机器人的先进控制技术,拥有多种无人飞行器、地面移动机器人和先进的Vicon运动捕捉系统等实验平台,可为研究自主机器人提供重要的测试和演示平台。实验室包括专任教师3名,博/硕士生10余名,承担多项国家和省部级科研项目,发表SCI/EI论文50余篇。

 

自主系统实验室主要设备:

自主系统实验室主要设备包括AscTec Hummingbird Pioneer-LXPioneer 3-AT Pioneer 3-DXPeopleBotAmigoBotVicon 运动捕捉系统。提供开源的先锋软件开发包方便应用程序的开发,如自主导航和制图软件包、扬声器和语音合成软件等,研究平台上还提供了用户I/O和供电端子以方便进行硬件集成。

1.      Hummingbird

     Hummingbird有四个螺旋桨且呈十字形交叉

     可前进、后退、平移、垂直起落、空中悬停

     含一套内置控制器和一套可编程控制器,两套控制器可快速切换

2.      Vicon motion capture system

     Vicon运动捕捉系统是基于红外反射采集原理,由 16 个红外采集器组成

     可实时采集计算反光球的空间三维坐标数据,进行三维运动捕捉分析

     The Vicon motion capture system is based on the principle of infrared reflection acquisition and consists of sixteen infrared collectors.

     It can collect and calculate the three-dimensional coordinate data of the reflected sphere in real time and analyze the results of three-dimensional motion capture.

3.      自主室内移动平台Pioneer-LX

Pioneer-LX是基于Adept Lynx AIV (即自主室内移动平台) 的一种高级移动研究平台。该平台支持可编程操作,可以方便快捷的装配传感器、机械臂或其它附件设备。坚固的结构可支持各种扩展,最大负重达60kg

跟其它MobileRobots研究平台一样,用户可以方便地在车载机上进行开发工作。还提供有软件库和开发工具来加速用户应用程序的开发过程,同时研究平台上还提供了用户I/O和供电端子以方便进行硬件集成。

可选配安装激光制图导航软件、车载计算机和充电站的Pioneer-LX,能够实现连续周期的执行任务/充电循环运行。Pioneer-LX能够绘制建筑环境地图,行进中同时更新自身的位置并将定位误差保持在几厘米的范围内。

4.      经济型人机交互平台PeopleBot

PeopleBot是一款经济型、差分驱动的机器人,主要应用在人机交互的研究项目中。PeopleBot是以P3-DX本体为基础的改进型机器人,它在高度上进行了延伸可以方便地与人进行互动。

PeopleBot安装了一个触摸屏,触摸屏与PeopleBot的车载计算机进行通讯,可以实现人机交互。PeopleBot装有红外传感器,可感知前方悬空障碍物,保证运行安全。

PeopleBot与其它MobileRobots平台拥有相同的系统结构,相同的开发软件。如果装有车载计算机和激光导航设备,PeopleBot可以自主导航并且以较高的精度避开障碍物。如果没有激光导航设备,PeopleBot利用声纳同样可以进行自主导航、避开障碍物,但可靠性和效率不如装有激光导航设备。

安装有车载工控机和云台摄像机的PeopleBot可以进行物体识别与跟踪、VSLAM及其它机器人视觉研究。如果安装了语音设备,People还可以记录、播放音频,进行语音识别和语音合成转换。People还可以安装上多自由机械臂、立体摄像机等各种扩展设备,实现各种想要的开发功能。

5.      经济型教学用本体AmigoBot

AmigoBot是一款高性价比、差分驱动的机器人,它主要应用在教学研究及编队协作项目上。 AmigoBot与其它体型较大的MobileRobots平台装有相同的控制系统,并且AmigoBot安装的Aria控制软件及SONARNL开发包更适合在教室环境中做开发应用。

AmigoBot最多可以装配8个声纳。它还可以配备无线调制解调器或串口转以太网无线模块来进行无线通讯。AmigoBot装有耐高速冲击的塑料外壳和铝制骨架,可以在教室环境中正常使用较长的时间。

6.      全地形应用机器人Pioneer3-AT

Pioneer3-AT是一款多用途、四轮驱动机器人平台,它的开发软件与其它MobileRobots机器人都兼容。Pioneer3-AT具有较高的输出扭矩,操作方法简单,开发功能多样化。现在,P3-AT 在各种粗糙路面环境下的室外项目应用中受到越来越多开发者的推崇。

P3-AT能够扩展一台嵌入式主机,它支持用户对车载视觉处理系统、基于以太网的通讯系统、激光扫描仪、DGPS及其他功能设备的扩展。P3-AT可以最多安装3块电池,可装配8个前置和8个后置声纳传感器,这些声纳传感器的测距范围从15cm7mP3-AT安装的是带有花纹突起的室外胎,它的伺服电机可以将机器人加速到1.2/秒,最大负重达到20kgP3-AT 对于传感器的扩展不仅限于传统的激光导航包,像GPS、防碰撞缓冲系统、视觉系统、立体扫描仪、罗盘以及能为滑动位移进行补偿的惯性纠正系统等传感设备都可以进行扩展。

7.      最受欢迎机器人本体Pioneer3-DX

Pioneer3-DX是一款耐用的、差分驱动的机器人,它主要应用在教学研究上。Pioneer3-DX在使用上具有较高可靠性和耐用性,在开发应用上具有多功能性,这使它在教学研究领域成为最受欢迎的差分驱动移动机器人。MobileRobots 公司专业的设计和加工能力,使Pioneer 3-DX能够在教室或实验室环境中正常使用几年的时间。

Pioneer 3-DX装配有500线编码器的电机、19cm的轮胎、铝制外壳、8个前置防碰撞声纳,根据需要还可为用户安装8个后置防碰撞声纳。Pioneer 3-DX最多可以安装3块热拔插电池,除了以上硬件我们还为用户提供整套的开发软件。现在,只需再为机器人连接上车载工控机或笔记本电脑就可以让它走起来。


研究方向:

1.      机器人容错控制

2.      飞行控制应用研究

3.      物流机器人的调度与规划

4.      混杂系统的优化控制

5.      线性多智能体系统的分布式优化控制

6.      多机器人系统的编队优化控制



中国.郑州.郑州大学电气工程学院 邮编:450001
系统维护:机器人感知与控制河南省工程实验室