人工智能技术应用导论第8章 智能机器人项目应用

第八章智能机器人项目应用CONTENTS目录概述与应用场景01智能机器人的技术实现02案例体验038.1概述与应用场景智能机器人概述01机器人发展史02机器人分类及应用03智能机器人概述011什么是机器人

配置了各种传感器、传动装置以及核心控制器的智能设备

能够和外界环境进行互动交互现代机器人都拥有自我学习能力智能机器人概述011什么是机器人

配置了各种传感器、传动装置以及核心控制器的智能设备

能够和外界环境进行互动交互现代机器人都拥有自我学习能力2世界各国机器人现状

美国：最早研究机器人技术的国家

德国：工业机器人水平非常强大日本：工业机器人产量和装机量长期位居世界第一...智能机器人概述011什么是机器人

配置了各种传感器、传动装置以及核心控制器的智能设备

能够和外界环境进行互动交互现代机器人都拥有自我学习能力2世界各国机器人现状

美国：最早研究机器人技术的国家

德国：工业机器人水平非常强大日本：工业机器人产量和装机量长期位居世界第一...3中国机器人现状

近年来中国机器人技术水平取得了大的进步，但总体水平与发达国家仍有一定差距

目前我国机器人产业链条已经基本形成机器人发展史02早期

公元前3000年，东方发明了算盘公元前420年，塔伦通的阿契塔，发明了一个木制的鸽子公元10~70亚历大山的赫伦，第一部蒸汽机机器人发展史02早期

公元前3000年，东方发明了算盘公元前420年，塔伦通的阿契塔，发明了一个木制的鸽子公元10~70亚历大山的赫伦，第一部蒸汽机19世纪

1839年威廉.格罗夫爵士，发明了第一个燃料电池

1896年，HermanHollerith（赫尔曼.霍尔瑞斯），成立了制表机器公司，后更名为IBM...机器人发展史02早期

公元前3000年，东方发明了算盘公元前420年，塔伦通的阿契塔，发明了一个木制的鸽子公元10~70亚历大山的赫伦，第一部蒸汽机19世纪

1839年威廉.格罗夫爵士，发明了第一个燃料电池

1896年，HermanHollerith（赫尔曼.霍尔瑞斯），成立了制表机器公司，后更名为IBM...20世纪

1958年杰克..基尔比，生产第一个集成芯片

1973年爱丁堡大学，人工智能系发明了弗雷迪II1966年尼古拉斯·沃斯开发了Pascal语言机器人发展史02早期

公元前3000年，东方发明了算盘公元前420年，塔伦通的阿契塔，发明了一个木制的鸽子公元10~70亚历大山的赫伦，第一部蒸汽机19世纪

1839年威廉.格罗夫爵士，发明了第一个燃料电池

1896年，HermanHollerith（赫尔曼.霍尔瑞斯），成立了制表机器公司，后更名为IBM...20世纪

1958年杰克..基尔比，生产第一个集成芯片

1973年爱丁堡大学，人工智能系发明了弗雷迪II1966年尼古拉斯·沃斯开发了Pascal语言21世纪

2005年布莱恩.萨瑟拉提，发明了尼克机器人2012年，Tecnalia研究院，开始致力于改编川田工业Hiro机器人2012年，SpaceX公司承担向国际太空站运货的任务机器人分类及应用03工业机器人

一种用于工业自动化生产的可自动控制、可反复编程的多轴操纵器用于汽车制造、电子电气、塑料加工、机械加工、食品及化工等行业生产中机器人分类及应用03工业机器人

一种用于工业自动化生产的可自动控制、可反复编程的多轴操纵器用于汽车制造、电子电气、塑料加工、机械加工、食品及化工等行业生产中服务机器人

一种能够为人类提供服务的半自主或全自主机器人

是目前应用前景最广阔的一类机器人机器人分类及应用03工业机器人

一种用于工业自动化生产的可自动控制、可反复编程的多轴操纵器用于汽车制造、电子电气、塑料加工、机械加工、食品及化工等行业生产中服务机器人

一种能够为人类提供服务的半自主或全自主机器人

是目前应用前景最广阔的一类机器人特种机器人

能够在极端特殊环境中为人类提供专业服务的机器人包含：医疗机器人、安防机器人、太空机器人、水下机器人、仿生机器人8.2智能机器人的技术实现控制算法01动作的实现02语音交互的实现03控制算法011机器人的运动控制

舵机：舵机是一套自动控制系统，能将所接收到的电信号转换成电动机轴上的角位移输出控制算法011机器人的运动控制

舵机：舵机是一套自动控制系统，能将所接收到的电信号转换成电动机轴上的角位移输出舵机的基本控制原理微分控制算法控制算法011机器人的运动控制

舵机：舵机是一套自动控制系统，能将所接收到的电信号转换成电动机轴上的角位移输出舵机的基本控制原理微分控制算法2机器人的定位导航

SLAM理论算法：机器人根据位置估计和地图进行自身定位和导航想象一个盲人在一个未知的环境里,如果想感知周围的大概情况,那么他需要伸展双手作为他的“传感器”,不断探索四周是否有障碍物。当感觉新探索的环境好像是之前遇到过的某个位置,他就会校正心中整合好的地图,同时也会校正自己当前所处的位置。一个盲人探索未知环境的场景基本可以表示

SLAM算法的主要过程。控制算法011机器人的运动控制

舵机：舵机是一套自动控制系统，能将所接收到的电信号转换成电动机轴上的角位移输出舵机的基本控制原理微分控制算法2机器人的定位导航

SLAM理论算法：机器人根据位置估计和地图进行自身定位和导航SLAM常用传感器：激光雷达、摄像头动作的实现021原理简介

舵机和电机是机器人的动力来源，每一个数字舵机就相当于机器人的一个关节舵机速率是一定的，不可控制。但是可以通过延时，降低一个或者多个舵机的转动速率动作的实现021原理简介

舵机和电机是机器人的动力来源，每一个数字舵机就相当于机器人的一个关节舵机速率是一定的，不可控制。但是可以通过延时，降低一个或者多个舵机的转动速率2软件设计

设置微分次数就是NeedCount=1000*2/5每一次装载的PWM对应的角度为当前角度加上动作角度差的NeedCount分之一语音交互的实现031离线语音识别

语音采样：设置语音识别样本名称、采集声音样本语音交互的实现031离线语音识别

语音采样：设置语音识别样本名称、采集声音样本训练模型语音交互的实现031离线语音识别

语音采样：设置语音识别样本名称、采集声音样本训练模型测试：无语音输入测试、语音测试语音交互的实现031离线语音识别

语音采样：设置语音识别样本名称、采集声音样本训练模型测试：无语音输入测试、语音测试2联网语音识别百度AI开源的语音识别技术从终端录制声音、将音频文件传输至服务器、与百度语音识别API进行交互、对文字信息做处理并对终端返回相应的操作8.3案例体验项目要求01方案设计02实验步骤03项目要求01项目1设计一款具有人工智能通用识别能力的智能移动机器人通用识别能力包括：形状颜色识别、图码识别、视觉灰度寻线、视觉颜色寻线、联网识别等项目要求01项目2使用激光雷达构图，配置服务导航机器人让机器人能够自主完成避障、人机交互聊天、导航指引项目1设计一款具有人工智能通用识别能力的智能移动机器人通用识别能力包括：形状颜色识别、图码识别、视觉灰度寻线、视觉颜色寻线、联网识别等项目要求01项目2使用激光雷达构图，配置服务导航机器人让机器人能够自主完成避障、人机交互聊天、导航指引项目1设计一款具有人工智能通用识别能力的智能移动机器人通用识别能力包括：形状颜色识别、图码识别、视觉灰度寻线、视觉颜色寻线、联网识别等项目3设计并组装一个17自由度的人形机器人通过微分算法，让机器人能够平滑自然的完成俯卧撑、街舞等动作方案设计02项目1主控器选择传感器及动力系统选择：大型伺服电机、单总线舵机、视觉模组结构系统设计机体结构外形大型伺服电机单总线舵机视觉模组机器人主控器方案设计02项目2根据项目要求，可选用带有开源一线雷达底盘的服务导航机器人，通过二次开发和配置，可完成需求项目1主控器选择传感器及动力系统选择：大型伺服电机、单总线舵机、视觉模组结构系统设计方案设计02项目2根据项目要求，可选用带有开源一线雷达底盘的服务导航机器人，通过二次开发和配置，可完成需求项目1主控器选择传感器及动力系统选择：大型伺服电机、单总线舵机、视觉模组结构系统设计项目3根据项目要求，可选用17个数字舵机搭配一套机体外壳先进行手动组装成人形形态，然后通过C语言编程完成17个舵机的组合控制。实验步骤03项目一：离线视觉灰度寻线图像上显示的两个蓝色数字分别是第一行(蓝色方框的上边界)黑线的中点坐标和最后一行(蓝色方框的下边界)黑线的中点坐标。机器人打开“视觉灰度寻线”模式，用摄像头对地图上的黑色线条。实验步骤03项目一：离线视觉颜色寻线我们在屏幕上三等分地选取三个区域(屏幕上的三个红色框)进行处理。在每一个红色框内，我们通过算法筛选出合适颜色的区域(示例是寻找黑色区域)，并将其中心位置的横坐标提取出来显示在屏幕上。机器人打开“视觉颜色寻线”模式，用摄像头对地图上的黑色线条实验步骤03项目一：离线二维码识别及内容提取识别到二维码，框出二维码位置机器人打开“二维码识别”模式，用摄像头对着已生成好的二维码实验步骤03项目一：离线人脸识别及标记实验结果：识别到已标记的人脸（爱因斯坦）和相似度1、机器人打开“人脸识别”模式，用摄像头对着一张人脸2、当用蓝框框出人脸的位置时，点击“面部识别”按钮，然后标记人脸3、用摄像头对着相同的人脸实验步骤03项目一：离线手势识别实验结果：识别到手势的内容机器人打开“手势识别”模式，用摄像头对着手势实验步骤03项目一：离线形状颜色识别实验结果：设置识别红色时，框出了红色方块机器人打开“形状颜色识别”模式，并设置识别红色，用摄像头对着红色方块实验步骤03项目一：机器图像学习实验结果实验步骤：1、模型配置2、摄像头配置3、采集图像4、训练模型5、部署模型6、模型应用实验步骤03项目二：1、设置wifi。在安卓设备中设置wifi2、连接ROS。打开系统中FTPAPP，设置服务导航机器人的参数实验步骤03项目二：3、通过网页控制机器人构图实验步骤03项目二：4、位置标定实验步骤03项目二：4、位置标定实验步骤03项目二：5、后台管理。进入后台管理网址:，设置基本信息实验步骤03项目二：5、后台管理。新增导航点实验步骤03项目二：5、后台管理。增加知识库、语料库。实验步骤03项目二：6、App的使用。设置基本信息实验步骤03项目二：6、App的使用。语音设置实验步骤03项目二：6、App的使用。通话设置实验步骤03项目二：6、App的使用。与机器人交互实验步骤03项目三：1、启动软件。启动上位机调试软件RobotCtrl实验步骤03项目三：2、软件使用说明1）连接管理：上位机软件RobotCtrl与机器人主板采用串口通信的方式。2）动作管理：包含时间间隔、清空、添加动作、删除动作、更新动作、补入动作、保存动作、打开动作。3）调试管理：插上机器人的USB口、刷新、选择对应COM口、实时调试。实验步骤03