智能搬运机器人及控制平台设计优化

获奖等级：二等奖

设计者：李蕴洲，解为然，袁野

指导教师：刘佳男，潘旭东

哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨，150001

本项目设计的搬运机器人（图10）通过和家庭平台互联信息，可实现自动化搬运爬楼、智能跟随、自主避障等功能。它使用了我们独创的内行星式复合轮系结构，采用内置电机驱动。与普通车轮相比，在仿真和实物的测试中，该轮系在越障中可有效减少60%的震动，同时越障能力是普通车轮的2.6倍以上。在平地运行中可以通过独立控制前后四个内行星复合轮重心的变化，减少车身重心的颠簸，以适应不同路面环境。在翻越障碍中通过前后轮的重心变化互相提供越障支持力，以完成大型障碍翻越和阶梯的攀爬。(www.xing528.com)

在控制方式上使用机器人操作系统（ROS）并且结合语义SLAM、AI卷积神经网络深度学习，对视觉数据分割处理，精确识别并锁定标定目标。相比于常用的半自动Camshift算法，在跟踪界面设定跟踪目标时，本算法不需要人为选择目标，加入目标图片，在启动中加载，就可实现自动化的跟踪。同时激光雷达和RGB-D相机感知爬楼车前方障碍物，实时构建周围环境的三维地图自动规划路径。通过以上技术可以使机器人对周围环境有全面的感知，自动跟随目标搬运货物，并利用超声波近距离自动避障。使用APP无线控制方案，或主服务器端远程查看机器人各项功能状态，可适应不同场合的使用需求。

团队开发出了家庭智能管理中控平台，可以将旧手机变为智能家居机器人，有效解决旧手机闲置、回收存在信息泄露的问题，同时为智能家居提供互联平台。它包含团队的一整套发明专利，有效地将互联网、BLE通信、Zigbee通信融合到一起。利用旧手机的模块功能和云台系统的组合，完成整个智能平台的构建。另外，通过加密Zigbee连接智能家居，实现智能家庭建设。目前，项目团队通过嵌入自主知识产权的芯片已经完成对灯、加湿器、投影仪、窗帘等普通用电器的远程控制。同时，我们为这个平台预留了通信通道，以对应自主研发的新颖的智能服务机器。例如，我们正在研发的自主搬运机器人、ROS系统下的移动机械臂、家庭智能垃圾桶、家庭智能宠物管理系统和家庭智能养花系统等。

我们希望打造一个全方位智能的服务机器人体系。从智能家庭终端入手，结合城市智能物流，实现智通全城的战略布局。

图10　自主跟随智能搬运机器人及其控制平台