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項目簡介： 當(dāng)前，我們面臨資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的 嚴(yán)峻形勢，將新一代信息技術(shù)，包括云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機(jī) 器人、虛擬現(xiàn)實與可視化等技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)與自然環(huán)境智能監(jiān)測，對 于建設(shè)生態(tài)文明，保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。 以多旋翼無人機(jī)、自主全地形車、遙觀測機(jī)器人生態(tài)智能監(jiān)測站 等機(jī)器人平臺為載體，針對野外廣域動態(tài)環(huán)境下大氣、土壤、水資源、 生物多樣性等生態(tài)與自然環(huán)境要素，進(jìn)行立體化、網(wǎng)格化、智能化實時監(jiān)測技術(shù)研究。本報告將介紹基于信息物理系統(tǒng)的智能化立體生態(tài) 監(jiān)測體系設(shè)計，智能無人平臺環(huán)境感知、覆蓋、更新與重建，基于視 覺的動態(tài)目標(biāo)檢測、跟蹤與識別技術(shù)。 應(yīng)用前景分析 通過該項研究成果轉(zhuǎn)化與推廣，可有效提升生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)采 集及分析標(biāo)校能力，逐步實現(xiàn)長期穩(wěn)定的自主化、網(wǎng)絡(luò)化業(yè)務(wù)運行， 為我國進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)立體綜合監(jiān)測提供技術(shù)支撐。 

智能巡檢與撿垃圾機(jī)器人系統(tǒng)基于搭載的視覺、激光、IMU、編碼器等傳感器進(jìn)行融合，實現(xiàn)機(jī)器人在居民小區(qū)、公園廣場、街道、工業(yè)園區(qū)等典型環(huán)境下的高精度自主定位、建圖與導(dǎo)航，同時基于建立的場景地圖，采用深度學(xué)習(xí)對場景中的物體進(jìn)行圖像分割，識別出垃圾及其種類，獲得垃圾的空間位姿信息，控制機(jī)器人完成撿垃圾任務(wù)，并進(jìn)行垃圾的智能分類。智能巡檢與撿垃圾機(jī)器人系統(tǒng)不僅具備常規(guī)巡視功能，執(zhí)行巡檢任務(wù)，還具有撿垃圾和智能分類功能。創(chuàng)新性強，技術(shù)水平先進(jìn)，具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

面向數(shù)字人的大規(guī)模生成需求，發(fā)展生成式人工智能理論，探索機(jī)器學(xué)習(xí)方法從數(shù)據(jù)中自動化學(xué)習(xí)數(shù)字人建模方法，提出了高精度三維人臉重建技術(shù)、表情驅(qū)動數(shù)字人技術(shù)、語音驅(qū)動數(shù)字人技術(shù)三項世界領(lǐng)先的技術(shù)，以低成本、高效率生成可驅(qū)動的高保真數(shù)字人。該技術(shù)能夠極大提升數(shù)字人的生成質(zhì)量與生成效率，支持大規(guī)模高精度的數(shù)字人生成，具有廣泛的應(yīng)用前景。

高性能觸覺傳感器是下一代智能化服務(wù)機(jī)器人的核心模塊，是人-機(jī)物理接觸、交互協(xié)作的關(guān)鍵信息入口，是學(xué)術(shù)前沿?zé)狳c和工業(yè)技術(shù)難點，是我國35項 “卡脖子”技術(shù)之一。本團(tuán)隊基于微納尺度雙電層電容原理，解決了傳統(tǒng)陣列傳感器空間分辨率、信噪比、靈敏度、量程、大測量面積等之間的技術(shù)矛盾，研制了具備大測量面積(單片600 mm × 

本實用新型公開了一種智能取物機(jī)器人，所述X滑軌與Y滑軌內(nèi)的一端分別設(shè)有X電機(jī)、Y電機(jī)，所述X電機(jī)、Y電機(jī)的主軸上分別連接有X聯(lián)軸器、Y聯(lián)軸器，所述X聯(lián)軸器、Y聯(lián)軸器均連有滾珠絲杠，所述X滑軌一側(cè)固定有單片機(jī)，所述X滑軌上的滾珠絲桿螺紋連接有一X滑塊，所述Y滑軌上表面與X滑塊連接，所述Y滑軌上的滾珠絲杠螺紋連接有一Y滑塊，所述Y滑塊上設(shè)有一支撐臂，所述支撐臂下端連接有上支撐板，所述支撐板連接有支撐柱，所述支撐柱另一端連接有下支撐板，在進(jìn)行取物時，單片機(jī)控制X電機(jī)與Y電機(jī)實現(xiàn)機(jī)械臂的移動，然后由攝像頭捕

本項目針對復(fù)雜環(huán)境下的移動式服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，探究高環(huán)境適應(yīng)性的感知與導(dǎo)航控制方法，以及高人機(jī)協(xié)調(diào)性的共享控制機(jī)制，解決動態(tài)環(huán)境中的魯棒自定位、擁擠受限環(huán)境中的導(dǎo)航規(guī)劃與控制、人機(jī)共享控制等難題，為提高服務(wù)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的自主能力提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法。 通過本項目的實施，在服務(wù)機(jī)器人的感知與控制方面取得了一系列技術(shù)突破，對于地圖創(chuàng)建、自定位、導(dǎo)航控制和共享控制等問題已取得國際前沿的理論和實驗結(jié)果。 “交龍”智能輪椅入選2010年上海世博會展出，獲得上海世博工作優(yōu)秀個人等榮譽。 “交龍”服務(wù)機(jī)器人作為國家863計劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域代表性成果入選“十一五”國家重大科技成就展。曾獲國際機(jī)器人領(lǐng)域旗艦大會IEEE ICRA 2011服務(wù)機(jī)器人最佳論文獎（大陸學(xué)者首次）、機(jī)器人世界杯亞軍和多屆中國機(jī)器人大賽冠軍。國際權(quán)威技術(shù)評估機(jī)構(gòu)WTEC和美國國家科學(xué)基金會在2012年發(fā)表的技術(shù)評估報告《Human-Robot Interaction》（每5年全球評估一次）報道了本項目的研究成果。

智能焊接機(jī)器人：帶有視覺識別和激光掃描系統(tǒng)，能自動識別待焊接特征，通過視覺識別粗略判斷零部件特征，在此基礎(chǔ)上利用激光掃描精確確定焊接位置，對大型零部件進(jìn)行自動特征識別和焊接，提高小批量產(chǎn)品的焊接速度和質(zhì)量。

工業(yè)機(jī)器人智能制造生產(chǎn)線 工業(yè)機(jī)器人智能制造生產(chǎn)線是以小型的柔性制造系統(tǒng)為載體，主要特點是占地空間小、操作安全、師生容易上手； 工業(yè)機(jī)器人智能制造生產(chǎn)線 可作為大專院校、中高職學(xué)生自動化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、機(jī)器人專業(yè)、企業(yè)工程師進(jìn)行機(jī)器人、數(shù)控加工、 材料出入倉庫進(jìn)一體化組建工業(yè)4.0智能無人工廠培訓(xùn)，提高階段綜合性學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。 采用了模塊化的設(shè)計，學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，對原有的生產(chǎn)流程進(jìn)行創(chuàng)新改造。在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，進(jìn)一步提高學(xué)生的積極性、動手能力和創(chuàng)新思維。 工業(yè)機(jī)器人智能制造生產(chǎn)線，是對工業(yè)現(xiàn)場大型設(shè)備進(jìn)行提煉和濃縮的一款小型智能制造生產(chǎn)線實訓(xùn)設(shè)備，專門為職業(yè)院校、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而研制的，它適合機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計算機(jī)控制、自動化控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。融合了數(shù)控機(jī)床加工、光、電、氣，包含了PLC、機(jī)器人、傳感器、氣動、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、電機(jī)驅(qū)動與控制、計算機(jī)等諸多技術(shù)領(lǐng)域，對柔性制 造技術(shù)的工作過程進(jìn)行研究，監(jiān)控系統(tǒng)、主控PLC和下位PLC通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)構(gòu)成一個完整的多級計算機(jī)控制系統(tǒng)，通過訓(xùn)練，使學(xué)生了解智能制造生產(chǎn)線的基本組成和基本原理，讓學(xué)生全面掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)和集成技術(shù)，幫助學(xué)生從系統(tǒng)整體角度去認(rèn)識。為信息學(xué)院自動化和電氣工程自動化本科及其控制科學(xué)與工程研究生均提供了實驗和科研的平臺。 工業(yè)機(jī)器人智能制造生產(chǎn)線組成簡介 1、立體倉庫單元    立體倉庫單元的主要功能是為系統(tǒng)提供加工工件原材料和儲存成品件兩大倉儲功能，采用三層貨架儲存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。 2、環(huán)型流水線單元    環(huán)型流水線單元主要由鋁合金型材基體、環(huán)行傳輸線、自動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、自動定位機(jī)構(gòu)等組成。可完成對工件在不同速度下的輸送，不同工位的自動定位，從而大大提高了自動環(huán)形傳輸線的工作效率。3、數(shù)控車床加工中心單元    數(shù)控車床加工中心單元采用小型化，占地小，用于整個工件的軸類部份的加工，采用自動門、自動裝夾、四工位自動刀架、并有工件冷卻加工系統(tǒng)，現(xiàn)實機(jī)加工件無人化DNC自動加工，配置伺服電機(jī)、工業(yè)級數(shù)控系統(tǒng)，精度高。 4、立式數(shù)控銑床加工單元    立式數(shù)控銑床加工單元采用小型化，占地小，用于整個工件三軸聯(lián)動。可用于雕刻、數(shù)控鉆、數(shù)控銑等加工工藝，采用自動門、自動裝夾等，現(xiàn)實機(jī)加工件無人化DNC自動加工，工業(yè)級數(shù)控系統(tǒng)，精度高。 5、六自由度機(jī)器人單元    六自由度工業(yè)機(jī)器人、抓取機(jī)構(gòu)、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運到各數(shù)控加工單元、AGV小車搬運單元及工件視覺檢測單元等。包含旋轉(zhuǎn)（S軸），下臂（L軸）、上臂（U軸）、手腕旋轉(zhuǎn)（R軸）、手腕擺動（B軸）和手腕回轉(zhuǎn)（T軸）,6個關(guān)節(jié)合成實現(xiàn)末端的6自由度動作。 6、四軸坐標(biāo)機(jī)器人    四軸坐標(biāo)機(jī)器人主要負(fù)責(zé)立體倉庫的原材料入庫與出庫、成品零件的入庫。夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度間成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。他能夠搬運物體、操作工具，以完成各種作業(yè)，具有高速性的最大化吞吐量,超長的工作運行時間,節(jié)省地面空間。 7、視覺檢測單元單元    檢測單元的主要功能是對工件的精度、外觀形狀品質(zhì)是否合格，通過攝像頭獲取工件的圖像，由圖像處理器完成工件合格與否的判斷，將不合格工件剔除，將合格的工件傳送至下一單元，而將不合格的工件推送至廢料槽。 8、RFID系統(tǒng)單元    RFID系統(tǒng)單元是一種非接觸式的自動識別系統(tǒng)，它通過射頻無線信號自動識別目標(biāo)對象，用于對工件材料的信息記錄，加工路徑記錄、產(chǎn)品追溯化管理，由RFID標(biāo)簽和RFID讀寫器組成，標(biāo)簽安裝在工件放置的工裝板上-記錄該工裝板上放置零件信息，RFID讀寫器安裝在工裝板經(jīng)過的每一個工位上，當(dāng)工件到達(dá)該工位時系統(tǒng)可通過讀寫器，識別到該工件的運輸及加工途徑。每個傳輸工裝板上都安裝有RFID標(biāo)簽，在每個加工工位物料都需要進(jìn)行識讀操作，并將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器，實時的跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。 9、AGV小車搬運單元    AGV小車無人搬運車由機(jī)器人輸送加工后的零件或從庫房特定庫架抓取零件，AGV智能小車并依據(jù)方位計劃運動途徑，運行至裝卸站,準(zhǔn)停，主動將零件放置到裝卸站緩沖區(qū)，由四軸坐標(biāo)機(jī)器人卸貨至立體倉庫成品區(qū)或原材料區(qū)。實現(xiàn)線邊設(shè)備和自動倉儲的自動上下料功能，采用激光通訊傳感器通訊，信號傳輸快捷方便；行走模組采用PLC控制，AGV的PLC通訊，PLC發(fā)送任務(wù)碼給機(jī)器人，實現(xiàn)點位控制；主控通訊，AGV整體與主控PLC通訊。 10、PLC工作站單元    采用工業(yè)自動化主流PLC，可隨意擴(kuò)展，配備觸摸屏、具備物聯(lián)網(wǎng)接口，鋁合金型材構(gòu)成，連接牢固。 11、總控臺     總控平臺主要由單相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機(jī)、狀態(tài)指示燈、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏S7-315主機(jī)，電腦等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。它帶有電源總控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，產(chǎn)線處的有數(shù)據(jù)均可從總控制臺收集獲取，可通過總控調(diào)度分配各個模塊的工作職能。電源系統(tǒng)實施強弱電分開管理，待機(jī)休息及檢修時要求強電關(guān)閉，控制、信號燈弱點部分完全獨立運行。 12、零部件周轉(zhuǎn)拖盤     用于原材料及成品件的輸送周轉(zhuǎn)用，配合RFID系統(tǒng)及智能倉庫、環(huán)型流水線中應(yīng)用。實現(xiàn)送料，取料，輸送周轉(zhuǎn)功能；實現(xiàn)智能化工作與管理，并對每個環(huán)節(jié)的時間點、責(zé)任人等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，匯集到統(tǒng)一的信息平臺，最大限度的提高存儲貨物的能力。