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1、项目概

1)系统组成

本项目开发的教育机器人套件基于机器人操作系统(ROS)设计,由一套机电积木、一套图形化开发环境软件、一套配套课程和一个互动社区组成,如图1所示:

 

 

图1 教育机器人套件系统组成

图2 教育机器人套件实物

系统工作原理:用户首先通过机电本体积木拼装出机器人本体,然后通过图形化开发环境生成基于ROS系统的应用程序源代码,并一键式下载到控制器,最后通过图形化开发环境发送编译指令给控制器,在控制器中对该源代码进行编译、生成可执行文件并执行。

2)各子系统组成

1)机电本体积木

机电本体积木由机械结构件、轮子、电机、控制器、驱动器、电池、不同类型传感器和线缆等组成。通过机器人本体的拼装过程,可以帮助用户了解机器人的总体构架,提高当代大学生的实践能力。

2)图形化开发环境软件

利用图形化开发环境软件,用户可以通过拖拽、连线的方式实现基于ROS系统的机器人应用程序的图形化开发。

3)配套课程

辅助该套件的教材,由纸质教程和视频教程组成,均包含套件的基本操作、案例操作指南和课程设计搭建指南,同时还提供专业的技术知识学习路线图,为不同用户提供了不同层次的支持,可帮助用户快速上手和持续深入本产品,高效地学习机器人相关知识点。

4)互动论坛

利用该论坛,用户可以发布开发问题、交流开发经验、下载算法源码等,同时也可以上传分享自己的作品和创意。

2、项目特

本项目开发的教育机器人套件主要面向机电、电子、电气、控制、通信和计算机等工科专业的高校学生(包括专科生、本科生和研究生)和机器人爱好者。有如下特色:

1)易入门机器人:支持图形化编程,新手用户只需通过拖拽、连线的方式即可完成机器人编程,大大降低了本产品的使用门槛;

2)有利于掌握ROSROS系统是目前最流行的开源机器人操作系统之一,能极大提高机器人应用软件的开发效率,而通过图形化开发软件和配套教程,本产品可以让用户快速入门ROS

3)具有开放性和拓展性:基于图形化开发软件的算法库功能,用户可以自定义算法,进行自主创新;

4)支持复杂算法的验证;

5)具有较高的性价比:与同类产品相比,如ROS研究平台,我们的售价相对较低。

3、适用领

该教育机器人套件集机械、电子、控制、软件、人工智能、多传感器融合、计算机视觉等多种技术于一身,是多技术和多学科的综合平台,以这样的平台进行相关的课程教学和学术研究,有利于创新性人才培养。其主要的应用领域总结如下:

1)作为工科学生用于验证理论算法、验证学术论文的快速原型。基于ROS系统,用户可以开展避障、视觉、音频、通讯、导航、跟随方面的学习、研究与算法验证;

2)作为工科学生的课程设计或者毕业设计平台。辅助机电、电子 、电气、控制、通信、计算机等专业开展电子线路、单片机等课程的课程设计;

3)作为工科学生的创新实训课程教具和实验器材;

4)作为工科学生开发新机器人之前搭建理论样机,验证原理和可行性的快速原型;

5)作为机器人爱好者用于创作机器人的模块化机器人套件。

4、项目意

通过教育机器人套件这个平台,学生可以比较全面综合地了解机械、电子、传感器、计算机软件、人机交互、人工智能等诸多领域的先进技术,并亲身接触和体验机器人技术,了解机器人系统的相关知识,学习机器人的开发过程,锻炼他们的工程实践能力,在学生获得科技知识和能力实践的同时,激发了他们的创新意识和创造发明的潜能,从而加快学校培养具有创新精神和创新能力的高素质人才培养的步伐。

 

   
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