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项目需求

1. 网络通信：机器人需通过高速无线网络实现稳定通信。
2. 机械臂：机器人配备的机械臂能够辅助研究人员在特定任务中进行教学和研究，例如运动控制、自主导航、人机协作和感知功能。
3. 识别功能：机器人通过视觉传感器能够轻松识别目标物体的颜色和形状。
4. 开源性：提供ROS开发包、集成的小车和机械臂程序，并开展现场培训，培训内容涵盖运动规划、深度学习、感知和机器视觉等。

项目实施难点

1. 自主定位：自主移动和大面积覆盖仍然是一个挑战，需要解决长期移动的问题。
2. 无线存储空间的利用：借助丰富的数据库资源，减少对车载传感器的依赖。
3. 分布式算法设计：寻找云端强大计算能力与机器人实时需求之间的平衡。
4. 导航功能：实现室内外导航功能的无缝切换。

方案概述

本项目旨在打造一个具备远程操作功能的高性能移动抓取平台。机器人通过高速无线网络进行通信，支持自主定位和导航，并能通过视觉传感器识别目标物体，自动完成机械臂路径规划并抓取指定物体。

系统组成

• 控制中心：相当于机器人的“大脑”。
• 移动底盘：相当于机器人的“腿脚”。
• 机械臂：相当于机器人的“手臂”，它集成了执行末端（相当于“手”）和视觉相机（相当于“眼睛”），各部分协同工作，实现移动抓取。

环境建模与导航

导航过程包括环境建模生成地图、利用地图进行定位和路径规划。建模采用点云算法，融合3D数据、MU和GPS信息，实时构建环境地图。完成建模后，根据地图指定目标点，移动底盘即可进行智能路径规划。

移动抓取

实现抓取功能的机械臂是移动抓取机器人系统的一个子系统。通过深度学习的方法实现视觉识别，提前对大量包含识别目标的数据集进行标注，从而精准识别和抓取物体。

目标识别与抓取

相机识别到目标物体后，将坐标点发送给机械臂控制器，最终实现精准抓取。移动抓取机器人系统不仅限于“拿取”动作，还包括智能路径规划、视觉识别和多传感器融合等复杂功能。

应用场景

在工业领域，移动抓取机器人可以扩展机械臂的应用场景，使其不再局限于传统的码垛和上下料工作。在科教领域，移动抓取机器人作为一个综合系统，涵盖了运动控制、环境感知、导航规划和ROS学习等多方面的内容，为研究人员提供了多功能的研究平台。

项目实施单位

一坤电气是一家专注于移动机器人制造的专业公司，深耕科教、巡检、工业、农业和医疗等多个领域。早在2006年，该公司便开始研发移动抓取机器人，并与KUKA、Kinova、速腾等多家机械臂及传感器厂商合作，推出了一系列具备多机协同、自主路径规划和视觉识别功能的移动抓取机器人。