1、工業(yè)機(jī)械臂-ROS操作系統(tǒng)-操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建-3-目錄1工業(yè)機(jī)械臂-ROS操作系統(tǒng)-機(jī)器人操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室1.1總體規(guī)劃-3-1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.2.1AI工業(yè)ROS機(jī)械臂平臺(tái)ROS機(jī)械臂平臺(tái)ROS機(jī)械臂組成ROS機(jī)械臂案例ROS機(jī)械臂課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)I31工業(yè)機(jī)械臂-ROS操作系統(tǒng)-機(jī)器人操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室1.1總體規(guī)劃工業(yè)機(jī)械臂-ROS操作系統(tǒng)-機(jī)器人操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主要用于對工業(yè)機(jī)械臂、ROS操作系統(tǒng)、機(jī)器人操作系統(tǒng)等核心課程的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，能夠服務(wù)于相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)需求。核心課程主要針對學(xué)科基礎(chǔ)技術(shù)的培養(yǎng)，掌握對工業(yè)機(jī)械臂、ROS操作系統(tǒng)、機(jī)器人操作系統(tǒng)的配置、維護(hù)和開發(fā)，接入等知識(shí)。程采用全模塊

2、化的教學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，具備優(yōu)良的教學(xué)實(shí)驗(yàn)特性：全模塊化-放式的硬件接口、開源的實(shí)驗(yàn)代碼、完整的教學(xué)資源、貼心的售后服務(wù)。1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.2.1AI工業(yè)ROS機(jī)械臂平臺(tái)隨著人工智能的發(fā)展，機(jī)器人也迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇。機(jī)器人與人工智能大潮的噴發(fā)，必將像互聯(lián)網(wǎng)一般，再次為人們的現(xiàn)代生活帶來一次全新的革命。為迎接機(jī)器人軟件開發(fā)面臨的巨大挑戰(zhàn)，產(chǎn)生了多種優(yōu)秀的機(jī)器人軟件框架，為軟件開發(fā)工作提供了極大的便利，其中最為優(yōu)秀的軟件框架之一就是機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS(RobotOperatingSystem)。ROS是一個(gè)用于編寫機(jī)器人軟件的靈活框架，它集成了大量的工具、庫、協(xié)議，提供類似操作系統(tǒng)所提供的功能

3、，包括硬件抽象描述、底層驅(qū)動(dòng)程序管理、共程序間的消息傳遞、程序發(fā)行包管理，可以極大簡化繁雜多樣用功能的執(zhí)行、臺(tái)下的復(fù)雜任務(wù)創(chuàng)建與穩(wěn)定行為控制。ROS提供了一個(gè)龐大的開源社區(qū)，為ROS生態(tài)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)環(huán)境，眾多機(jī)器人的基礎(chǔ)工具和應(yīng)用功能不斷融入這個(gè)系統(tǒng)，并且不斷吸收第三方開源軟件的精華，同時(shí)得到全球范圍內(nèi)眾多開發(fā)者的支持，系統(tǒng)中的各部分協(xié)調(diào)統(tǒng)一、相互促進(jìn)、共同成長，成為一個(gè)整體。簡單來說，ROS系統(tǒng)功能如下:ROS的核心是一個(gè)分布式、低耦合的通訊機(jī)制；ROS提供多種機(jī)器人開發(fā)工具，可以快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、機(jī)器人仿真等功能;ROS開源社區(qū)中包含大量機(jī)器人應(yīng)用功能，可以幫助我們快速開發(fā)功能原型；R

4、OS已經(jīng)成為一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)，包含機(jī)器人領(lǐng)域的方方面面，同時(shí)也得到了越來越多第三方工具的支持，為機(jī)器人開發(fā)提供了系統(tǒng)化的解決方案。AI工業(yè)的桌面型機(jī)積小，能夠ROS機(jī)械臂平臺(tái)業(yè)ROS機(jī)械臂(AI-ARM)是一款重量輕、速度快、重復(fù)定位精度高、性價(jià)比高機(jī)械臂。采用采用鋁合金作為機(jī)器人的本體材質(zhì)，搭配伺服電機(jī)和減速機(jī)，體夠高速、高精度的完成上下料、分揀、裝配等各項(xiàng)工作。AI工業(yè)ROS機(jī)械臂提供串口、網(wǎng)絡(luò)、10等豐富的通訊方式，支持ROS、Python、C+進(jìn)行二次開發(fā)，重復(fù)定位精度可達(dá)0.lmm,搭配簡單易用的可視化交互軟件和仿真平臺(tái),支持多種便捷切換的末端執(zhí)行器，滿足不同任務(wù)需求。AI工業(yè)RO

5、S機(jī)械臂具有以下功能特點(diǎn)：輕量化輕量化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用高性能控制器使用性能強(qiáng)勁的效，同時(shí)采用多軸聯(lián)動(dòng)擴(kuò)展性強(qiáng)莫塊化組裝工藝，伺服電機(jī)搭配減速機(jī);Zynq芯片，ARM+FPGA異構(gòu)SoC讓二次開發(fā)靈活高算法，提高系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性；+SDK，支持RS-232/Ethernet/Digital10通信擴(kuò)展，包含機(jī)別等多款A(yù)I案例，充分發(fā)揮機(jī)械臂的最大潛力；提供ROS/Py器視覺、IX持ROS.ROS-I框架，豐富的開源功能包，幫助用戶快速上手機(jī)器人的使用和開發(fā);配套課程標(biāo)配ROS機(jī)械臂開發(fā)視頻課程與教材，理論與實(shí)踐結(jié)合，開源社區(qū)長期支持，快速上手機(jī)械臂開發(fā)；同時(shí)可選課程定制、機(jī)器人線上/線下培訓(xùn)

6、等增值服務(wù)，提供教育綜合解決方案；持續(xù)更新支持固件OTA遠(yuǎn)程更新，軟件持續(xù)迭代優(yōu)化，配套應(yīng)用和教程不斷升級。ROS機(jī)械臂組成AI工業(yè)ROS機(jī)械臂(AI-ARM)主要由工業(yè)六軸機(jī)械臂(可更換的末端執(zhí)行器)、機(jī)械臂控制器、安全防護(hù)工作臺(tái)(含物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控單片、工業(yè)攝像頭全局監(jiān)控單元、啟停緊急制動(dòng)單元等)三部分構(gòu)成。名稱圖片描述1)機(jī)械臂類型：六軸第5軸125水平行程:1082mm，垂直行程:3)4)電源電壓:220V；電源5)重量：機(jī)械臂重量6)最大工作半徑:7)本體外殼材質(zhì)：金屬9)1)2)輸出接口：脈沖、IO3)機(jī)4)以太網(wǎng)接口：1000Mbps5)電源電壓：24VDC6)器7)整體尺寸：16

7、3mm*108mm*31mm工業(yè)六軸機(jī)械臂10370/s,2)運(yùn)動(dòng)范圍：第1軸170370/s,第2軸460/s,第6軸3600W，額定負(fù)載(KG)：1.5度(mm)：0.1：/s,第3軸+40-220430/s,第4伺服電機(jī)重復(fù)定器可選，包括夾爪、焊槍、打磨頭、畫筆、噴控制系統(tǒng)型號(hào)GuYuelnventROBCELLA1主控芯片：XilinxZynq,ARM+FPGA異構(gòu)SoC平臺(tái)可編程邏輯單元：85K，約130萬ASIC門二次開發(fā)接口：C+、Python/ROS、ROST通信接口：RS232、Ethernet、I/O、RS485、CAN力控夾爪纖-r屛。木。率：LO技88速離mm分一!*器

8、：幀距器器mm感場出度圍感感99傳視輸深范傳傳：像度度小大寸圖深深最最RRRR尺A7A7A7A7A7A7A7A71234567875妄蒂算堆用100.朗工血ttlTAiROS機(jī)械臂案例軸曲用虛擬化平臺(tái)支持-PROBOT機(jī)械臂具備完整URDF模型描述，支持ROS.Matfab和的BbppeHaSim進(jìn)行仿真魏析和霎時(shí)監(jiān)控拖動(dòng)示教-PROBOT機(jī)械臂可通過拖動(dòng)三維模型關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)在線示教功能，井11機(jī)械臂位置姿態(tài)可以在Rivz中實(shí)時(shí)顯示口點(diǎn)動(dòng)控制-PROBOT機(jī)械臂上位機(jī)支持點(diǎn)動(dòng)控制可實(shí)現(xiàn)對關(guān)節(jié)校瓷態(tài)的點(diǎn)亦自山調(diào)整機(jī)械膏的姿態(tài)。邂障規(guī)劃-PROBOT機(jī)械臂支持動(dòng)態(tài)避障,通過路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避開機(jī)械臂周

9、圍的陣礙物碰撞檢測-PROBOT機(jī)械皆支持在匸作空間中添加】障礙物檯型，并可以存視覺抓取-PROBOT機(jī)械臂支持通過RGBD進(jìn)廳物理環(huán)境中物體的識(shí)別、定位和抓取。Rviz和Gazebo里實(shí)時(shí)杳看碰撞區(qū)域；應(yīng)用場景-智能貨架揀選系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)字孿生(DigitalTwin),可以實(shí)現(xiàn)PROBOT機(jī)械臂貨物分揀等綜合應(yīng)用。ROS機(jī)械臂課程AI工業(yè)ROS機(jī)械臂可完成的主要課程如下:課程名稱課程內(nèi)容rr一一論、圖像處理方法、主流算法機(jī)器視覺技術(shù)2機(jī)器人操作系統(tǒng)框架、機(jī)器視覺云接口及服務(wù)、機(jī)器學(xué)工智能全面應(yīng)用落地的機(jī)器視覺技術(shù)作為人工智能頁域的重要應(yīng)用分支之一，是目前人課程主要介紹機(jī)器視覺的基本理習(xí)應(yīng)用等，

10、通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式案例及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生掌握機(jī)器視覺的基礎(chǔ)知識(shí)和常用開發(fā)技術(shù)，為后續(xù)深度學(xué)習(xí)/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)提供扎實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)器語言知包括自然語言處理技術(shù)和語音語義識(shí)別技術(shù)兩大類，是目才人工智能領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，也是未來最有價(jià)值的應(yīng)用技術(shù)。本課程主要介紹機(jī)器語言的基本理論、自然語言處理方法、語音語義識(shí)別、主流算法及框架、機(jī)器語言云接口及服務(wù)、機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用等，通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式案例及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生掌握機(jī)器語言的基礎(chǔ)知識(shí)和常用開發(fā)技術(shù)，為后續(xù)深度學(xué)習(xí)/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)提供扎實(shí)的基礎(chǔ)。隨著人工智能的發(fā)展，各種機(jī)器視覺、語音識(shí)別等技術(shù)開始大量應(yīng)用在機(jī)器人領(lǐng)域，為了解決機(jī)器人硬件描述復(fù)雜、底層驅(qū)動(dòng)兼容

11、性差和協(xié)同通信困難等問題，斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室和機(jī)器人行業(yè)WillowGarage公司合作于2007年推出了機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS),ROS是專為機(jī)器人軟件開發(fā)所設(shè)計(jì)出來的一套操作系統(tǒng)架構(gòu)，提供類似于操作系統(tǒng)的各種服務(wù)，包括硬件抽象描述、底層驅(qū)動(dòng)程序管理、共用功能的執(zhí)行、程序間消息傳遞、程序發(fā)行包管理等，ROS也提供一些工具和庫用于獲取、建立、編寫和執(zhí)行多機(jī)融合的機(jī)器人應(yīng)用程序，大大減輕了機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)的難度。本課程講授機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的基本框架原理和運(yùn)行機(jī)制，介紹了人工智能技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的最新應(yīng)用情況，同時(shí)配以豐富的ROS應(yīng)用開發(fā)案例，通過實(shí)戰(zhàn)開發(fā)培養(yǎng)學(xué)生基于ROS開發(fā)智能機(jī)器

12、人應(yīng)用的實(shí)踐能力，達(dá)到學(xué)校開展機(jī)器人操作系統(tǒng)課程教學(xué)和科研實(shí)踐活動(dòng)的目標(biāo)。入AI工業(yè)ROS機(jī)械臂標(biāo)配機(jī)器視覺、自然語言處理、ROS操作系統(tǒng)等課程容涵蓋基礎(chǔ)原理、功能實(shí)踐、綜合應(yīng)用三篇，詳細(xì)講解了ROS機(jī)械臂開發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)，理論與實(shí)踐結(jié)合，快速上手機(jī)械臂開發(fā)。主要流程實(shí)驗(yàn)一認(rèn)識(shí)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)七機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)編程丄廳實(shí)驗(yàn)二ROS基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)八基于視覺臉識(shí)別實(shí)驗(yàn)三基于ROS的機(jī)械臂遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)九基于視覺謝體識(shí)別實(shí)驗(yàn)四ROS的話題與服務(wù)實(shí)驗(yàn)十機(jī)械臂物體抓取實(shí)驗(yàn)五Rviz與Gazebo實(shí)驗(yàn)十乂機(jī)械臂視覺分揀實(shí)驗(yàn)六機(jī)器人URDF建模與仿真/驗(yàn)十二視覺避障抓取綜合實(shí)驗(yàn)機(jī)器視覺技術(shù)和機(jī)器語言技術(shù)請參考AI機(jī)器視覺/語言教

13、學(xué)平臺(tái)介紹，機(jī)發(fā)課程主要特點(diǎn)如下：全面梳理ROS機(jī)械臂開發(fā)中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)；理論與實(shí)踐結(jié)合，丿以仿真為主，只需結(jié)合實(shí)物演示，了解ROS機(jī)械臂實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中的主要方法；深度剖.有源代碼和課件，提高學(xué)習(xí)效率；鞏固學(xué)習(xí)，微信群同步答疑解惑，夯實(shí)實(shí)踐能力；核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)具有8年ROS開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，提供最優(yōu)質(zhì)和先進(jìn)的知識(shí)服務(wù)。器人操作系統(tǒng)請參考古月居。OS機(jī)械臂開發(fā);電腦即可開始學(xué)習(xí)；的使用接口，掌握ROS機(jī)械臂編程方法;ROS機(jī)械臂開發(fā)：從入門到實(shí)戰(zhàn)基礎(chǔ)原理篇1.ROE的過去*現(xiàn)在和未來ROS5S展與現(xiàn)擾1.2課程仃紹2鳳靡機(jī)器人困的到底霆什爼2,1誦愷機(jī)制2.2幵最工具22應(yīng)用功陀24社區(qū)主態(tài)3.如何川零創(chuàng)

14、廷一牛機(jī)器人用型2URDF建模Solidwcrrk導(dǎo)出模型虬F?0列質(zhì)臂卄洗申主希Mp咖出MooeltiHfrMcntelt!可觀化配且北手功能案跋篇搭建仿鼻環(huán)境一樣玩韓ROW扣杭闿51HDS申的控制關(guān)潔什構(gòu)MovelthGazebottW&Moveltltfi程爲(wèi)眠機(jī)純M運(yùn)動(dòng)控制51關(guān)節(jié)空間運(yùn)動(dòng)陰苗卡駅空間運(yùn)動(dòng)氐耳自主遇障運(yùn)動(dòng)7.Moveltl中不得干說的霑現(xiàn)則運(yùn)動(dòng)規(guī)劃7.2執(zhí)連蟲足義兀3參軌速連揆運(yùn)動(dòng)7.4$換運(yùn)動(dòng)學(xué)桂件R口簾機(jī)器觀悄庖用中的關(guān)再直ROB圖像接口8.2損愎頭內(nèi)馥標(biāo)定吿3物體識(shí)別索回少折綜合應(yīng)用篇”手賦結(jié)臺(tái)完竝瞬抓取應(yīng)用9.1手眼折定9衛(wèi)機(jī)Hsrnn廿対工業(yè)應(yīng)用的又是什酒RO

15、S-I框架介紹ROS-IEk用原理m3R0SJ代碼沸折邑于Rosia計(jì)一眾機(jī)朋愎制系軌111ROSK制糸統(tǒng)設(shè)計(jì)方法PROBOTAnno揑制乘統(tǒng)臺(tái)例分折12-ROS-FL器人開蚩闊神辰利器丄2丄誅握置L2.2iaMffi源蹙理機(jī)器人操作系統(tǒng)課程教學(xué)大綱:機(jī)器人操作系統(tǒng)總學(xué)時(shí)64理論課時(shí)32實(shí)踐課時(shí)32實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐要求課程說明隨著人工智能的發(fā)展，各種機(jī)器視覺、語音識(shí)別等技術(shù)開始大量應(yīng)用在機(jī)器人領(lǐng)域，但相關(guān)軟件應(yīng)用的開發(fā)面臨著機(jī)協(xié)同通信困難等問題。為了解決這些問題，斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室和機(jī)器人行業(yè)WillowGarage公司合作于200是專為機(jī)器人軟件開發(fā)所設(shè)計(jì)出來的一套操作系統(tǒng)架構(gòu)，提供類似于

16、操作系統(tǒng)的各種服務(wù)，包括硬件抽象描述、底層消息傳遞、程序發(fā)行包管理等，ROS也提供一些工具和庫用于獲取、建立、編寫和執(zhí)行多機(jī)融合的機(jī)器人應(yīng)用程序，之，機(jī)器人操作系統(tǒng)在機(jī)器人領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，因此學(xué)習(xí)和掌握機(jī)器人操作系統(tǒng)，對于從事機(jī)器人領(lǐng)域研究和課程目標(biāo)本課程首先講授機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的基本框架原理和運(yùn)行機(jī)制，然后介紹了人工智能技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的最新例，通過實(shí)戰(zhàn)開發(fā)培養(yǎng)學(xué)生基于ROS開發(fā)智能機(jī)器人應(yīng)用的實(shí)踐能力，達(dá)到學(xué)校開展機(jī)器人操作系統(tǒng)課程教學(xué)和科研考核要求推薦教材名ROS機(jī)器人開發(fā)實(shí)踐，機(jī)械工業(yè)出版社胡春旭薯教材單價(jià)購買網(wǎng)址課程安排理論課考核要求課時(shí)安章講數(shù)章名講名課程內(nèi)容（知識(shí)點(diǎn)

17、）上機(jī)實(shí)第一章機(jī)器人操作系統(tǒng)概述模塊一初、什么是ROS、ROS的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀、ROS的功能特點(diǎn)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)驗(yàn)?zāi)K二ROS安裝和部署1、ROS的安裝2、ROS運(yùn)行環(huán)境設(shè)置3、運(yùn)行第一個(gè)ROS應(yīng)用運(yùn)行ROS的Turtle模塊一ROS架構(gòu)介紹第二章機(jī)器人操作系統(tǒng)基礎(chǔ)模塊二ROS常用組件模塊三ROS開發(fā)環(huán)境模塊一機(jī)器人系統(tǒng)搭建1、ROS的架構(gòu)設(shè)計(jì)2、ROS計(jì)算圖3、ROS的通信機(jī)制1、ROS話題介紹2、ROS服務(wù)介紹3、ROS命名空間4、ROS坐標(biāo)變換1、集成開發(fā)環(huán)境介紹2、工作空間和功能包3、ROSlaunch啟動(dòng)文件1、機(jī)器人的組成2、機(jī)器人系統(tǒng)搭建3機(jī)器人控制系統(tǒng)介紹AA宀第二早機(jī)器人系統(tǒng)仿真

18、模塊二ROS仿真環(huán)境模塊二機(jī)器人建模與仿真1、Qt工具箱介紹2、RViz三維可視化平臺(tái)3、Gazebo仿真環(huán)境1、統(tǒng)一機(jī)器人描述文件2、創(chuàng)建機(jī)器人URDF模型3機(jī)器人系統(tǒng)仿真第四章機(jī)器人SLAM與自主導(dǎo)航第五章Movelt!機(jī)械臂控制模塊一SLAM與自主導(dǎo)航介紹1、SLAM地圖構(gòu)建模塊二SLAM功能仿真模塊三SLAM地圖構(gòu)建和自主導(dǎo)航模塊一Move紹和使用2、基于SLAM紹1、SLAM仿真環(huán)境2、SLAM地圖構(gòu)建和自主導(dǎo)航仿真器人SLAM地圖構(gòu)建自主導(dǎo)航ovelt!系統(tǒng)架構(gòu)、MoveIt!安裝3、MoveIt!運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和碰撞檢測1、創(chuàng)建機(jī)械臂模型2器人運(yùn)行位姿和里22ROS主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)丿機(jī)械臂實(shí)驗(yàn)1、了解Rviz三維2、了解Gazebo仿1、ROS自定義話題2、ROS自定義服務(wù)e1、2、成slaunc1、構(gòu)造機(jī)器實(shí)驗(yàn)2、機(jī)器人運(yùn)1、SLAM相關(guān)