基于新工科的移动机器人控制实验设计和教学实践
2021-07-27王军义贾子熙王冬冬
实验室研究与探索 2021年6期
王 帅, 王军义, 贾子熙, 白 帆, 王冬冬
(东北大学机器人科学与工程学院,沈阳110819)
0 引 言
机器人工程专业是在新工科背景下顺应国家建设需求和国际发展趋势而设立的专业,在自动化类专业基础上深化机器人科学与工程学科特色,具有交叉性、实践性强的特点。按照机器人工程专业现行培养计划,大四上学期开设的移动机器人控制实验,以《工程教育认证标准》为指导目标,秉承“以学生为中心”的教学理念,采用项目式(project-based learning,PBL)教学方式[1],从符合产业发展的多学科交叉项目出发,“自顶而下”设计实验内容,并对复杂工程问题分层次进行研究,设计了基于深度学习的移动机械手抓取实验。以培养学生自主学习的能力以及团队成员协作交流能力,包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令等能力。
1 移动机械手抓取实验平台总体架构
硬件系统为搭载单线激光雷达的移动平台、AUBO i5机械臂、Intel RealsenseSR300深度摄像头和带麦克风的IntelI7处理器的PC。软件部分主要是在Ubuntu16.04下完成的,在机器人操作系统(robot operation system,ROS)平台上进行各个部分的通信,并利用MoveIt进行机械臂的控制,系统总体架构如图1所示。

图1 机械臂抓取实验平台总体架构
通过语音系统下达任务指令,控制移动平台开始自主导航和避障到达目标点,进行目标检测和执行抓取任务。整个项目在ROS平台上搭建,利用百度语音识别系统与用户进行交互,借助ROS通信机制完成语音控制导航和控制目标检测与抓取的功能。在自主导……
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