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項目簡介： 當前，我們面臨資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化的 嚴峻形勢，將新一代信息技術，包括云計算、物聯網、人工智能、機 器人、虛擬現實與可視化等技術應用于生態(tài)與自然環(huán)境智能監(jiān)測，對 于建設生態(tài)文明，保護生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。 以多旋翼無人機、自主全地形車、遙觀測機器人生態(tài)智能監(jiān)測站 等機器人平臺為載體，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，進行立體化、網格化、智能化實時監(jiān)測技術研究。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)目標檢測、跟蹤與識別技術。 應用前景分析 通過該項研究成果轉化與推廣，可有效提升生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測數據采 集及分析標校能力，逐步實現長期穩(wěn)定的自主化、網絡化業(yè)務運行， 為我國進行生態(tài)系統(tǒng)立體綜合監(jiān)測提供技術支撐。 

智能巡檢與撿垃圾機器人系統(tǒng)基于搭載的視覺、激光、IMU、編碼器等傳感器進行融合，實現機器人在居民小區(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、建圖與導航，同時基于建立的場景地圖，采用深度學習對場景中的物體進行圖像分割，識別出垃圾及其種類，獲得垃圾的空間位姿信息，控制機器人完成撿垃圾任務，并進行垃圾的智能分類。智能巡檢與撿垃圾機器人系統(tǒng)不僅具備常規(guī)巡視功能，執(zhí)行巡檢任務，還具有撿垃圾和智能分類功能。創(chuàng)新性強，技術水平先進，具有很高的經濟和社會效益。

面向數字人的大規(guī)模生成需求，發(fā)展生成式人工智能理論，探索機器學習方法從數據中自動化學習數字人建模方法，提出了高精度三維人臉重建技術、表情驅動數字人技術、語音驅動數字人技術三項世界領先的技術，以低成本、高效率生成可驅動的高保真數字人。該技術能夠極大提升數字人的生成質量與生成效率，支持大規(guī)模高精度的數字人生成，具有廣泛的應用前景。

高性能觸覺傳感器是下一代智能化服務機器人的核心模塊，是人-機物理接觸、交互協(xié)作的關鍵信息入口，是學術前沿熱點和工業(yè)技術難點，是我國35項 “卡脖子”技術之一。本團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器人，所述X滑軌與Y滑軌內的一端分別設有X電機、Y電機，所述X電機、Y電機的主軸上分別連接有X聯軸器、Y聯軸器，所述X聯軸器、Y聯軸器均連有滾珠絲杠，所述X滑軌一側固定有單片機，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，在進行取物時，單片機控制X電機與Y電機實現機械臂的移動，然后由攝像頭捕

本項目針對復雜環(huán)境下的移動式服務機器人系統(tǒng)，探究高環(huán)境適應性的感知與導航控制方法，以及高人機協(xié)調性的共享控制機制，解決動態(tài)環(huán)境中的魯棒自定位、擁擠受限環(huán)境中的導航規(guī)劃與控制、人機共享控制等難題，為提高服務機器人在復雜環(huán)境中的自主能力提供理論基礎和技術方法。 通過本項目的實施，在服務機器人的感知與控制方面取得了一系列技術突破，對于地圖創(chuàng)建、自定位、導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”服務機器人作為國家863計劃先進制造技術領域代表性成果入選“十一五”國家重大科技成就展。曾獲國際機器人領域旗艦大會IEEE ICRA 2011服務機器人最佳論文獎（大陸學者首次）、機器人世界杯亞軍和多屆中國機器人大賽冠軍。國際權威技術評估機構WTEC和美國國家科學基金會在2012年發(fā)表的技術評估報告《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，在此基礎上利用激光掃描精確確定焊接位置，對大型零部件進行自動特征識別和焊接，提高小批量產品的焊接速度和質量。

工業(yè)機器人智能制造生產線 工業(yè)機器人智能制造生產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)機器人智能制造生產線 可作為大專院校、中高職學生自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)、機器人專業(yè)、企業(yè)工程師進行機器人、數控加工、 材料出入倉庫進一體化組建工業(yè)4.0智能無人工廠培訓，提高階段綜合性學習與訓練。 采用了模塊化的設計，學生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，對原有的生產流程進行創(chuàng)新改造。在掌握基礎知識的前提下，進一步提高學生的積極性、動手能力和創(chuàng)新思維。 工業(yè)機器人智能制造生產線，是對工業(yè)現場大型設備進行提煉和濃縮的一款小型智能制造生產線實訓設備，專門為職業(yè)院校、教育培訓機構等而研制的，它適合機械制造及其自動化、機電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術、計算機控制、自動化控制等相關專業(yè)的教學和培訓。融合了數控機床加工、光、電、氣，包含了PLC、機器人、傳感器、氣動、工業(yè)控制網絡、電機驅動與控制、計算機等諸多技術領域，對柔性制 造技術的工作過程進行研究，監(jiān)控系統(tǒng)、主控PLC和下位PLC通過網絡通訊技術構成一個完整的多級計算機控制系統(tǒng)，通過訓練，使學生了解智能制造生產線的基本組成和基本原理，讓學生全面掌握機電一體化技術的應用開發(fā)和集成技術，幫助學生從系統(tǒng)整體角度去認識。為信息學院自動化和電氣工程自動化本科及其控制科學與工程研究生均提供了實驗和科研的平臺。 工業(yè)機器人智能制造生產線組成簡介 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，用相應的物料搬運設備進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、自動導向機構、變頻調速系統(tǒng)、自動定位機構等組成?？赏瓿蓪ぜ诓煌俣认碌妮斔?，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、數控車床加工中心單元    數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)，現實機加工件無人化DNC自動加工，配置伺服電機、工業(yè)級數控系統(tǒng)，精度高。 4、立式數控銑床加工單元    立式數控銑床加工單元采用小型化，占地小，用于整個工件三軸聯動?？捎糜诘窨?、數控鉆、數控銑等加工工藝，采用自動門、自動裝夾等，現實機加工件無人化DNC自動加工，工業(yè)級數控系統(tǒng)，精度高。 5、六自由度機器人單元    六自由度工業(yè)機器人、抓取機構、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運到各數控加工單元、AGV小車搬運單元及工件視覺檢測單元等。包含旋轉（S軸），下臂（L軸）、上臂（U軸）、手腕旋轉（R軸）、手腕擺動（B軸）和手腕回轉（T軸）,6個關節(jié)合成實現末端的6自由度動作。 6、四軸坐標機器人    四軸坐標機器人主要負責立體倉庫的原材料入庫與出庫、成品零件的入庫。夠實現自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度間成空間直角關系、多用途的操作機。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對象，用于對工件材料的信息記錄，加工路徑記錄、產品追溯化管理，由RFID標簽和RFID讀寫器組成，標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過的每一個工位上，當工件到達該工位時系統(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標簽，在每個加工工位物料都需要進行識讀操作，并將信息通過網絡傳輸給服務器，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智能小車并依據方位計劃運動途徑，運行至裝卸站,準停，主動將零件放置到裝卸站緩沖區(qū)，由四軸坐標機器人卸貨至立體倉庫成品區(qū)或原材料區(qū)。實現線邊設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)送任務碼給機器人，實現點位控制；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，可隨意擴展，配備觸摸屏、具備物聯網接口，鋁合金型材構成，連接牢固。 11、總控臺     總控平臺主要由單相電網電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態(tài)指示燈、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏S7-315主機，電腦等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調各站運行，完成工業(yè)控制網絡的集成。它帶有電源總控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，產線處的有數據均可從總控制臺收集獲取，可通過總控調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，待機休息及檢修時要求強電關閉，控制、信號燈弱點部分完全獨立運行。 12、零部件周轉拖盤     用于原材料及成品件的輸送周轉用，配合RFID系統(tǒng)及智能倉庫、環(huán)型流水線中應用。實現送料，取料，輸送周轉功能；實現智能化工作與管理，并對每個環(huán)節(jié)的時間點、責任人等關鍵數據進行實時采集，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。