The Human Centered Robotics & Automation

移动机器人

面向机器人技术在非传统制造业中的应用,研究移动机器人的规划、控制与导航技术。主要研究内容包括:

  • 自主机器人的感知、规划与控制
  • 基于软计算(强化学习、神经网络和演化计算)的规划与控制
  • 同步自定位与地图创建(SLAM)
  • 移动机器人技术在助老助残中的应用

代表性工作:

  • Frontier系列自主移动机器人(国家863计划项目):Frontier -I型和II型自主机器人采用双轮差速驱动,配备里程计、红外测距、前向视觉和全景视觉等传感器,可通过无线以太网进行遥操作和机器人间通信,具有视觉定位、跟踪、避障、导航等自主功能。其中运动控制与驱动器RMC2009、全景视觉系统OmniCam06和配套实时视觉软件OmniView、机器人开放式开发环境Frontier-API、通用实时视觉软件SmartVision等为实验室自行研发的设备和软件。[录像]
  • 智能轮椅(国家863计划项目):机器人与自动化技术是解决老龄化等社会问题的重要技术手段。研制的智能轮椅是面向助老/助残需要的一种代表性的服务机器人,该智能轮椅配备有激光测距雷达、视觉和姿态传感器等多种传感器,具有地图创建、自定位、自主导航、避障、防跌、危险报警功能,可选择脑电信号、手势和操纵杆进行控制,可以运行在全自动、半自动或手操模式,并且支持基于无线网络的遥控操作。智能轮椅为老年人和残疾人的独立生活和工作提供了帮助。[录像]
  • 服务机器人编程与仿真环境(日本安川电机开发研究所合作项目):面向可移动式机械臂(双臂的轮式服务机器人),突破传统机器人编程和仿真软件的易用性瓶颈,研发基于图标的图形化离线编程环境,集成路径规划、2D和3D动态仿真器,为服务机器人的软件开发建立标准化的开发平台和工具。
  • SHR-1型仿人双足步行机器人(上海电气集团中央研究院合作项目):面向与人类社会和谐共存的机器人技术发展需要,研制仿人双足步行机器人。下肢高度为83cm,双腿共12DOF,单腿包括髋关节(3DOF)、膝关节(1 DOF)、踝关节(2 DOF)。控制系统采用RT-Linux实时操作系统和基于CAN的关节分布式协调控制技术,具备不同环境下的多种步态行走能力,包括:下蹲/站起、平地步行(前行、侧行、后退、回转)、上坡、上楼梯。平地步行速度达到1.125 km/h。基于姿态和力觉传感器的反馈,实现了未知、非平整地面的动态步行。
  • 助老助残服务机器人(国家863计划项目):开发集成视觉、超声、激光测距传感单元及具有肌电、脑电等接口的带操作臂的陪护机器人系统样机1套,可完成载人移动、移动取物、移动开门等移动操作陪护任务,集成视觉、超声、激光测距传感单元,可实现移动平台的地图创建、自定位、自主导航、检测障碍物与避障等移动辅助任务,地图匹配精度≤10cm,以及操作臂的目标识别、定位、抓取等操作辅助任务。
  • “交龙”家庭服务机器人:集成了语音交互、视觉识别与跟踪、自定位与地图创建、避障、路径规划、自主导航等多项服务机器人关键技术,在现场家庭环境中克服了复杂动态环境的技术难题,运行稳定。在2012年中国服务机器人大赛中获得2项冠军(创新创意项目冠军,Shopping项目冠军),以及RoboCup@home项目亚军。

移动机器人竞赛获奖

  • 2007年10月,济南,中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛,RoboCup家庭组项目冠军[照片]
  • 2008年11月,中山,中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛,RoboCup家庭服务项目冠军、家庭技术挑战项目冠军和亚军[录像]
  • 2009年12月,合肥,中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛,RoboCup家庭服务项目冠军、家庭技术挑战项目冠军[照片]

 

 

 

Frontier 系列自主移动机器人[录像]

  

 

智能轮椅[录像]

 

服务机器人编程与仿真环境

 

SHR-1型仿人双足步行机器人

 

助老助残服务机器人

 

家庭服务机器人