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1、重庆理工大学移动计算实验室全自主机器人实验平台建议方案上海未来伙伴机器人有限公司Shanghai xpartner Robotics Co.,Ltd 2011-11目 录一、建立“全自主移动机器人研究平台”的研究意义31智能控制和自动化32人工智能33机器人学4二、“全自主移动机器人研究平台”的建设方案4方案一：AS-RO平台4方案二：AS-R6（四）全景摄像机11三、产品资质131、公司营业执照13一、 建立“全自主移动机器人研究平台”的研究意义通过调研，本方案认为重庆理工大学计算机学院建立“全自主移动机器人研究平台”，主要有三个方面的意义：首先，满足重庆理工大学建立移动计算实验室的移动计算
2、研究需求，为计算机学院拟开展的嵌入式移动智能计算的科学研究、教学提供移动计算实践平台；其次，满足计算机学院的教师、研究生的图象识别、人脸识别、路径规划、声音识别等研究工作，提供科研平台；最后，为高年级本科生的移动计算实习、实训，积极课外科技创新活动，提供教学平台。全自主移动机器人研究平台可以开展以下领域的研究工作。1智能控制和自动化 Intelligent control （智能控制） Adaptive control (自适应控制) Fuzzy control (模糊控制) H control (H 控制) Motion control (运动控制) Nonlinear control (非
3、线性控制) Chaos control (混沌控制) Robust control (鲁棒控制) Hybrid system (混合系统) Fault Tolerant control (容错控制) Learning control (学习控制) Variable control (可变控制) Identification (辨识)2人工智能 Behavior based robotics (基于行为的机器人学) Intelligent architecture (智能结构) Agent (智能体) Artificial life (人工生命) Neural networks (神经网络) G
4、enetic algorithm (遗传算法) Evolutionary computing (进化计算)Cognition (认知)Artificial emotion (人工情感) Machine Learning (机器学习)3机器人学Mobile Robot Navigation（AS-R） (移动机器人导航)Human Robot Interaction（AS-R） (人-机器人交互)3D Vision（AS-R） (3 维视觉)Mobility and Manipulation（AS-R） (移动和操作)Localization（AS-R） （定位）Omnidirectional
5、Vision（AS-R） （全景视觉）Computational Intelligence（AS-R） （计算智能）Vision-Based Navigation（AS-R） （基于视觉的导航）Multi-mobile Robot System（AS-R） （多移动机器人系统）二、 “全自主移动机器人研究平台”的建设方案方案一：AS-RO平台1、产品概况产品名称型号数量单价合计备注全自动移动机器人中型足球版AS-RO1149999149999AS-RO的产品参数如下表：名称性能参数材料高强度铝合金，关键部位采用高性能不锈钢加固结构专业针对比赛特点，有针对地在各连接接口处进行了稳定性设计电源24
6、V 5000mAH 动力锂电池，给电机供电；12V 9000mAH控制镍氢电池，给主板供电，24V 2000mAH锂电池给电磁阀供电；运行时间4小时运动特性电机瑞士原装进口电机执行结构三轮结构，美国原装进口全向轮转弯半径0最大平移速度4.2 m/s最大旋转速度720 度/s运动地形室内地板、地砖、地毯控制及传感器体系结构双层控制结构，底层控制由高性能DSP控制器实现，视觉、定位、路径规划等算法由主控制器完成伺服驱动/底层控制大功率驱动板卡/高性能DSP控制器主控制器及接口Thinkpad高性能超薄笔记本（Intel酷睿2双核处理器， 1G内存， 160G SATA硬盘），3个USB2.0，1个
7、Express卡，内置3合1读卡器，1个VGA接口，1个RJ45方位传感器数字指南针，精度可达1度相机进口工业数字相机，分辨率640480，最高帧率可达60帧/秒，进口原装1394b卡和传输线，传输速度可达800Mbit/s镜头原装进口工业镜头全景反射镜高精度光学反射镜，全金属材料，可实现全方位覆盖，配合进口工业相机可无盲区、无偏差地还原周围360度图像无线通讯54M,IEEE802.11b WLAN适配器软件基础平台开发系统主流操作系统WINDOWS2000/XP/Vista可选（默认XP系统）开发语言VC开发函数库运动控制、网络控制、基本图像处理、多路图像采集及处理、语音识别控制、全局视觉
8、算法和自主导航算法等2、产品功能说明AS-RO机器人专门针对Robocup中型组比赛的要求和特点所开发的、全景视觉、全向移动的全自主机器人，完全满足Robocup中型组比赛规则。因此，该产品是为打算参加Robocup中型组比赛而提供的特有产品。该产品具有如下特点：1) 定时定位系统2) 相机自学习系统3) 调试指令系统4) 自动带球系统5) 路径规划系统6) 多机器人协作系统7) 自适应射门功能方案二：AS-R1、产品基本配置产品名称型号价格数量合计备注全自动移动机器人研究版AS-R72000172000不含内置电池、不含笔记本1) 产品说明AS-R是专门为开展智能机器人相关研究而开发的通用化
9、科研平台，采用世界上最先进的科研机器人设计理念，满足室内、室外机器人研究需要。机器采用双轮驱动，使用优质铝合金材料，配合全世界最好的Maxon直流电机和2000线编码器，实现精确的闭环控制，通过军事级碰撞测试，其高强度铝合金机身可以抗击5m/s速度下的直接冲撞，最大速度能达到2.5m/s。采用模块化设计，具有极强的开放性，可扩展性，支持用户深度二次开发。提供包含系统自检程序、自主漫游、跟人行走、追踪红球、语音识别，图象处理等丰富的演示Demo,提供所有源代码。2) AS-R产品指标特征性能参数本体长49.5cm宽49.5cm高40.0cm重量30KG负载30KG材料4mm铝合金（激光切割）电源
10、电池24V,20AH锂电池充电时间10小时运行时间2小时运动特性电机24V,70W Maxon电机驱动差动驱动减速比33:1执行结构轮式结构转弯半径0转身35cm最大速度2.5m/s位置闭环精度0.6%速度闭环精度1%推力10KG越障高度2.5cm跨沟宽度9cm爬坡能力25% grade(15度)电子及传感器声纳5个，范围（41cm-7m），精度5%PSD4个，范围（10cm-80cm）;精度30%编码器2000线计算机Core Duo/1G/250G最大接口5PCI/8USB2.0/COM摄像机130万像素，30帧/s数字罗盘/GPS/无线通讯54MA/D可外接32路A/D（0-5V）软件0
11、开发系统主流操作系统Windows2000/XP开发语言VC编程方式方便，可网络编程函数库运动控制网络控制基本图像处理语音采集AD采样测距多路图像采集及处理语音识别运程网络编程2、建议配件产品名称型号价格数量合计备注锂电池套装ASRLion20AH800018000内置电池移动机器人操作系统ASR-Opos100011000AS-R系统软件自由度云台摄像机ASR-Vision19800119800支持图象识别、人脸识别全景摄像机INR-OmniVision40000140000支持全景视觉、路径规划立体摄像机INR3DVision36000136000支持立体图象识别、立体人脸识别通过搭配上述
12、配件/传感器，可以比较好地满足重庆理工大学移动计算实验室的建设需要。1) 2自由度云台摄像机 2自由度云台摄像机如右图，其性能指标如下表：视频信号NTSC/PAL摄像传感器1/4type Super HAD CCD有效像素768（H）X494（V）水平分辨率470tv lines（Wide end）镜头10Xoptical Zoom，40xwith Digital Zoom ，f=3.1-31水平视角6.6 to 650 DegreePan/Tilt水平 100 degrees (Max speed 300 degrees/s),垂直 25 degrees (Max speed 125 deg
13、rees/s)(in 0.07 degrees increments)视频输VBS，Y/C电源DC10.8-13V外形尺寸113（W）X120（H）X132（D）mm重量860g视频采集卡30f/s, vfw 和wdm 驱动软件系统云台控制软件、图像处理、运动目标跟踪、人脸检测及识别、运动分割、光流计算通过配合AS-R，组建成为移动机器人的多自由度的云台摄像机及图像处理系统，该系统能够完成如下研究工作： l 图象特征提取l 移动图象识别l 运动目标跟踪l 人脸识别l 机器人监控2) 全景摄像机通过配合AS-R，组建成为移动机器人的立体摄像机及图像处理系统，该系统能够完成如下研究工作：l 视觉图
14、象识别系统研究l 机器人视觉伺服控制系统研究l 基于机器人全景视觉导航和定位研究l 机器人视觉图像模式识别l 基于全景视觉的移动机器人同步定位与地图创建研究l 机器人全景视觉的移动目标检测研究l 基于全景视觉的单目slam研究 摄像机1/3 Sony progressive scan CCD；IC X204（1032 X776 max pixels）at 20FPS4.65um square pixels基线:12cm帧率18/15/7.5/3.751.875FPS焦距：2mm, 4mm or 6mm 可选大小:157 X 36X 47.4 mm重量:342g视频接口：IEEE-1394A；视
15、频格式8/16/24 bit digital data电源：IEEE-1394提供功耗:2.5W at 12V标定已经标定（三）ASR3DVision 立体摄像机及图像处理系统3) 立体摄像机 l 三维成像技术l 深度视觉研究l 主动视觉及其在机器人中的应用l 精细视频压缩编码及其在移动机器人系统中的应用l 基于视觉的机器人导航技术研究l 双目机器人导航研究l 基于双目机器人的实时测距与追踪l 快速动目标捕捉技术研究四、全景摄像机视场角度仰角: 55 度；俯角: 10 度白平衡自动/手动CCD像素380000pixcel 1/3 inches color CCD帧率30 FPS视频输出RGB,
16、 Composite视频格式NTSC电源DC 12 V功耗3.2 W大小41157H重量260 g3、利用AS-R平台客户开展的研究工作利用AS-R平台，未来伙伴的客户们在如下领域，开展了富有成效的研究工作。（1）传感器技术a基于多传感器信息的机器人路径规划 b多传感器信息融合及其在机器人中的应用c基于传感器信息的移动机器人精确定位研究 d移动机器人系统中传感器系统的采集及处理（2）控制系统及其控制算法a基于PID控制的机器人轨迹跟踪性能研究与比较 b移动机器人的控制方法研究 c轮式移动操作机器人的鲁棒跟踪控制器设计及研究 d开放式机器人控制器的研究 e智能移动机器人的智能控制 f移动机器人神
17、经网络控制研究g移动机器人模糊控制研究h移动机器人系统中嵌入式控制器研究。（3）视频处理及视觉伺服控制a基于DSP的机器人视觉信息处理系统 b主动视觉及其在机器人中的应用 c机器人视觉伺服控制系统研究 d图象特征提取技术研究 e人脸识别技术及其在移动机器人中的应用f基于光流技术的移动机器人导航系统研究 g精细视频压缩编码及其在移动机器人系统中的应用 h视频采集系统研究 i足球机器人视觉图象识别系统研究 j视频的压缩编码及其在机器人系统中的应用 k小波方法在移动机器人系统中的应用 l立体视觉m运动目标跟踪（4）网络机器人技术a视频网络传输及其在移动机器人系统中的应用 b基于Agent的遥操作机器
18、人控制器研究 c基于网络的移动机器人控制系统研究 d基于网络的移动机器人直接控制系统研究 e监督式网络控制结构及其在移动机器人中的应用 f移动机器人中视觉临场感遥控系统的研究 g移动机器人分布式控制系统研究（5）人机交互a语音识别技术及其在移动机器人系统中应用 b手势识别及其在移动机器人人系统中的应用 c多模态人机交互及其在移动机器人系统中 d虚拟现实技术在移动机器人系统中的应用（6）通讯技术及多机器人协调a多移动机器人系统合作与协调 b多机器人系统中硬实时通信的研究 c多机器人系统中实时通信研究 d多机器人任意队形分布式控制研究 e蓝牙技术及其在多移动机器人系统中的应用（7）机器学习a移动机器人的再励学习研究 b基于视觉的移动机器人学习系统研究 c基于支持向量机的移动机器人学习 d动态环境下移动机器人的路径规划方法 e数据挖掘技术及其在移动机器人系统中的应用（8）机器人系统a全自主移动机器人系统研究 b移动机器人系统的可靠性研究总之，AS-R能提供一个全开放的、广谱的创新研究平台，可以开展机器人运动学、动力学、控制技术、人工智能、电机学、网络、传感器、数据融合等相关的研究工作。三、 产品资质1、公司营业执照20 / 20文档可自由编辑打印