{"code":0,"msg":"success","data":[{"id":46,"classId":0,"caseName":"基于TOF和安全皮肤的机械臂全域安全系统","caseType":null,"caseDesc":"","authorName":"深圳大学手到擒来团队","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1724658587317.png","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一） 产品介绍

与传统工业机器人相比，协作机器人面临着更为复杂的运行环境。它们需要在高度非结构化和动态变化的环境中操作，涉及大量的机器间协作以及人机交互。这种新型应用场景对机器人的安全防护提出了前所未有的挑战。

目前，传统的机器人安全防护技术主要依赖于碰撞避免策略，通过各种传感器划定安全区域。常见的解决方案包括基于安全光幕的安全控制、使用激光雷达进行作业区域监控，以及固定区域的侵入体报警系统。这些方法价格昂贵，功能单一，无法柔性调整。难以满足协作机器人的高度安全需求。

因此，我们团队设计了一种基于TOF与安全皮肤的机器人全域感知安全系统。这套系统由TOF相机和安全皮肤组成，相比传统方案具备由远及近的全域感知能力，通过一系列识别的算法和规则，可以针对不同的事件实现更加精细的应对。

（二）系统架构

我们使用了两块RDKX3，分别用于视觉感知和决策、控制的实现。触觉感知模块通过接近觉触觉传感器感知环境，搭配STM32对触觉信号进行片上解析，并通过MicroROS与决策模块通信。视觉感知模块通过TOF相机感知环境，搭配部署在RDK X3上的YOLO网络对视觉信号进行实时处理，并通过TROS与决策模块通信。控制模块使用Moveit2控制机械臂。

（三）硬件系统

我们为操作人员设计了一款安全手环，它的原理是一个小型信号发生器。我们的接近觉传感器会检测到这些信号。从而通过幅值推断距离，通过频率区分人员。

信号采集系统整体硬件主要由两大部分构成：信号发生电路部分和信号采集电路构成。

信号发生电路部分是为了产生频率可调的正弦波信号，单片机通过按键电路设置正弦波频率，控制DDS芯片AD9850产生正弦波信号，经过一级放大滤波电路进行初级放大后输入至增益可调的二级放大电路中进一步将正弦信号放大至幅值为20V左右的正弦信号输出。

信号采集电路是将感应线圈产生的模拟感应电压信号进行AD采集并转换为UART信号输出。信号采集电路AD采集有三路完全一致的采集通道，感应线圈产生的感应电压通过电压跟随器隔离后输入至单片机ADC采集引脚并将采集到的电压信号通过UART口输出至上位机。电压跟跟随器电路具有高输入阻抗，低输出阻抗的特点，可以起到隔绝前后端电路的作用，保护后级单片机电路，且提高采样精度。

（四）特色功能

功能一：提前防范（视觉，20cm-10m）

无人环境下，机械臂正常高速运行。有人闯入时，机械臂减速运行。

功能二：自主绕行（接近觉，0-20cm）

当人进一步阻碍机械臂运行时，机械臂会尝试绕行。

功能三：主动躲避（接近觉，0-20cm）

当人更进一步靠近机械臂时，机械臂会自主的远离

功能三：主动躲避（触觉，-5-0mm）

当人按压机械臂时，机械臂会主动远离。

功能四：人员安全级别设定

我们的触觉感知模块，可以区分人员。通过对不同人员设定不同的安全级别。可以实现人员的分类管理。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":603,"createTime":"2024-08-26 15:49:50","createBy":71036525692881080},{"id":45,"classId":0,"caseName":"智能双臂机器人","caseType":null,"caseDesc":"","authorName":"四川轻化工大学真不玩原神团队","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1724646144855.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

该研究设计了一种创新的双机械臂四转四驱机器人，旨在突破传统轮式机器人的限制。该机器人底盘采用四转四驱设计，显著提升了灵活性和负载能力，使其能够在复杂环境中精确移动和执行任务。双机械臂系统使机器人能够高效与现实生活互动，完成复杂任务。

研究中采用了先进的语音自然交互和自然语言理解技术，结合行为树和大模型决策，实现智能决策和行动执行。底盘的设计不仅支持全向平移和阿克曼运动学，还包括升降滑竿机制，以适应不同高度的作业需求。在视觉感知方面，系统整合了高分辨率结构光深度相机和YOLOv8算法，使用了两块RDK X3开发板，一块进行视觉处理。另一块负责运行MoveIt2，用于机械臂的运动规划，实现准确的目标识别、位置检测和精确抓取点的生成。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":683,"createTime":"2024-08-26 12:24:39","createBy":71036525692881080},{"id":44,"classId":0,"caseName":"多模态感知仿生机械手","caseType":null,"caseDesc":"","authorName":"南京信息工程大学触手可及团队","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1724645456255.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

本项目提供了一款五指仿生机器手，其仿照人手的外观与自由度，使其能够作为人形机器人的末端执行器，完成人手所能完成的任务。

纵观现有机器手，为满足通用型机器手和降低控制难度等需求，往往使用二指或三指抓手，并简化了例如掌骨关节等位置的自由度，且不具备感知能力，这使其无法适应人形机器人的需求。

面向人形机器人的仿生机器手，具有五指机器手、多自由度、柔性驱动和外部感知能力等优势。在掌骨关节，特别是拇指掌骨关节处有着丰富的自由度。同时，机器手具备感知机器手姿态、电机等信息的能力，这为机器手提供了反馈调节的能力。此外，机器手采用绳驱的驱动方式，这种欠驱动的方案，能够适应非结构化的环境，不易对环境造成伤害。最后，本项目的一个特点是：通用型机器手。通用型机器手设计的目的是执行各种任务，而不仅限于特定用途。机器手模块化的设计和通用的软硬件接口，使其能够灵活部署于多种机械臂上，以适应不同的任务场景。

该项目致力于提供一种人形机器人末端执行器的解决方案，使人形机器人具备近似人类的抓取与外界操控能力，为该领域的发展提供一种可行的策略。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":461,"createTime":"2024-08-26 12:14:46","createBy":71036525692881080},{"id":43,"classId":0,"caseName":"具身智能机器狗“汪汪”","caseType":null,"caseDesc":"","authorName":"山东大学赛博汪汪团队","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1724645124915.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

本项目聚焦腿臂机器人在多模态环境感知、自然语言交互和自主行为控制方面的技术瓶颈，基于地平线旭日X3派平台进行AI大模型算法开发，提出了一种融合AI大模型的创新性解决方案，提升腿臂机器人的综合性能。

项目首先强化了机器人的多模态感知能力，利用雷达、摄像头和语音传感器数据，通过AI大模型进行深度信息融合与智能分析，实现对作业环境的全面理解与精准感知。在自然语言交互方面，AI大模型的语义解析与逻辑推理能力显著提升了人机交互的效率，赋予机器人情感交互的能力，提供了个性化的交互体验。

自主行为控制方面，设计了基于AI大模型的智能行为调度策略，将自然语言指令转化为可执行的语义信息，并通过任务子函数实现行为规划与动态调整。系统还集成了高层反馈机制，确保任务规划的准确性和执行效率。

本项目展示了腿臂机器人在自然语言交互下进行多模式作业和多场景导航的能力，提升了机器人的自主性和适应性，为其在多样化任务场景中的应用提供了广阔前景，也为智能机器人技术的发展提供了新思路和方向。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":544,"createTime":"2024-08-26 12:08:03","createBy":71036525692881080},{"id":42,"classId":0,"caseName":"具备K8S集群负载均衡的遥操作机械臂系统","caseType":null,"caseDesc":"","authorName":"赵源麒","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1724644951778.JPEG","caseContentUrl":"","caseContent":"

四台机械臂遥操作，类似ALOHA的效果，主控用了4块RDK X3，4块板子做了K8S负载均衡+分布式通讯，4块板子作为node使用，且每块板子运行机械臂运动学求解程序，当用户电脑接入后，用户电脑+四块板子进行负载均衡和算力共享，实现更高性能的调度开发。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":362,"createTime":"2024-08-26 11:59:17","createBy":71036525692881080},{"id":41,"classId":0,"caseName":"四足机器人——哮天SPARKY","caseType":null,"caseDesc":"高品质合金材料打造，具备多项创新特性，可轻松实现与同类产品相比更加复杂的动作生成和复现。","authorName":"宋佩恒","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1690774101379.png","caseContentUrl":"","caseContent":"

一、个人简介


宋佩恒，恒之未来（重庆）创新科技有限公司创始人＆CTO，获得Xbotpark机器人基地的种子轮投资、天使轮投资，团队保持着持之以恒，成就未来的精神，致力于让机器超越生命，创造灵动灵巧有温度的机器人。毕业于重庆大学机械工程学院，在读期间任机械工程学院学生会主席，获得省部级到国际级三十余项科技创新竞赛奖项，获唐立新、法士特等若干项奖学金。宋佩恒深耕移动机器人行业八年，毕业后就职于深圳鹏城国家实验室，有十余台机器人独立开发经验与二十余项专利授权，负责硬科技产品的技术突破与批量化落地。


二、产品介绍

哮天（SPARKY）集手办级外观设计、灵动灵巧动作实现和便捷二次开发于一体，为用户提供独特的机器人体验和广泛的应用可能性。它采用高品质合金材料打造，具备多项创新特性，可满足用户对机器人的多样化需求。哮天（SPARKY）的动力来源是恒之未来自主研发的AIA（ALL-IN-ACTUATOR，一切皆在执行器），机器人腿部极高的工作空间和AIA出色的性能使得哮天可以轻松实现与同类产品相比更加复杂的动作生成和复现。无论是在科技酷玩、二次开发还是教育学术领域，哮天（SPARKY）都是理想选择。

三、硬件构成

自主研发AIA执行器（ALL-IN-ACTUATOR)、地平线RDK X3 Module、头顶触摸、显示屏、摄像头、USB接口、腔体喇叭、系统SD卡、耳部按键、锂电池。

四、特色功能

易于操作：我们的四足机器人分别在APP端和头部屏幕均采用用户友好的界面，使操作和控制变得简单和直观；

优秀的稳定性和灵活性：四足机器人采用先进的运动控制算法，使其具有出色的稳定性，能够在平坦地形上保持平衡并做出成套复杂动作，具备卓越的稳定性和灵活性；动作编辑方式多样：可通过手机APP简单方式控制机器人、编辑动作；也可以导入Unity等动画软件制作的动作组，让特效中的四足动物走入现实；

高度可扩展性：机器人平台提供了软件编辑和硬件扩展空间，用户可以根据自己的需求进行定制和扩展。

","isShowHome":1,"caseSort":4,"isDel":0,"visitNum":885,"createTime":"2023-07-31 11:28:28","createBy":71036525692881080},{"id":40,"classId":0,"caseName":"Aruibot对战机器人","caseType":null,"caseDesc":"采用地平线RDK X3作为视觉主控，在BPU上进行视觉模型部署，采用fashionstar无刷舵机作为驱动系统；采用MPC+PID姿态控制算法，实现姿态小角度自适应调节。","authorName":"李敏睿","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1690125227451.png","caseContentUrl":"","caseContent":"

一、个人介绍

李敏睿，中国石油大学（华东）安全工程硕士研究生，现就职于广西安全工程职业技术学院，是一名应急救援技术专任教师。在校期间对机器人技术十分感兴趣，并积累了丰富的四足机器人、双足机器人开发经验。曾荣获大学生“挑战杯”、山东省“机电杯”、山东省智能制造“格斗机器人”赛项等奖项。

二、作品简介

（一）硬件构成

RDK X3：主控板，运动算法、视觉算法部署，各传感器数据处理；
fashionstar扩展板：集成了MPU6050传感器。


（二）软件方案 （带上X3功能）

视觉方案：采用地平线RDK X3作为视觉主控，在BPU上进行视觉模型部署，实现web图传功能；
舵机控制方案：采用fashionstar无刷舵机作为驱动系统，调用fs_uservo库进行舵机控制；
传感器控制方案：采用MPC+PID姿态控制算法，实现姿态小角度自适应调节。

（三）特色功能
①基于pytorch框架的yolov3算法，训练特定物体的识别模型，并在X3派的BPU上部署模型。
②产品融入了CS、吃鸡等枪法游戏的玩法，具有很强的娱乐性，能够让机器人爱好者在娱乐中学习机器人技术。
③能够实现基本的运动、防摔倒、姿态自适应平衡等功能，最高行走速度可达到7cm/s。
④设计上采用了方便的模块化电池更换方案，实现电池的插拔更换技术。

（四）开源案例链接

https://developer.horizon.cc/forumDetail/109609633420807958
https://developer.horizon.cc/forumDetail/109609633420807694

","isShowHome":1,"caseSort":2,"isDel":0,"visitNum":753,"createTime":"2023-07-23 23:14:15","createBy":98129540173361379},{"id":39,"classId":0,"caseName":"基于ROS的智能管家机器人","caseType":null,"caseDesc":"智能机器人管家依托ROS（机器人操作系统），建立四驱动差分运动模型，实现了基准的底层控制、多种建图导航与路径规划、无人驾驶与建图导航、深度相机与视觉SLAM、语音交互与语音控制。","authorName":"郑超","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689849607045.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

郑超，大连海事大学物理专业研一学生，大连海事大学“深蓝科技工作室”创始人兼负责人；大连海事大学京东方俱乐部负责人；大连海洋大学“631人工智能实验室”创始人；前中国航空工业集团光学设计工程师；第七届、第八届“大学生立志成才主题教育活动”科技之星荣誉称号；大连市十佳大学生自强之星；辽宁省优秀毕业生；在读期间获全校表彰两次，多次获得国家奖学金；在读期间竞赛共获奖52项（第一作者），如第14届全国大学生创新创业年会、辽宁省创新创业年会、计算机设计大赛、微软创新杯、“挑战杯”和“互联网+”大赛等。

（二）项目介绍

智能机器人管家依托ROS（机器人操作系统），建立四驱动差分运动模型，实现了基准的底层控制（如电机和电池数据反馈、多传感器融合和运动模型解析等）；多种建图导航与路径规划（如Gmapping SLAM 建图、Cartographer SLAM 建图、机器人多点巡航、AMCL蒙特卡罗定位等）；无人驾驶与建图导航（如Cartographer 3D 点云建图、动态/静态避障和三维路径规划导航等）；深度相机与视觉SLAM（如RTABMAP纯视觉建图导航和点云数据转激光避障等）；语音交互与语音控制。相关控制功能已在封闭户外环境完成测试，测试结果均达到预期效果。

（三）硬件组成（原理机）

地平线X3、WaveShare STM32F405底层开发板、履带式底盘、USB摄像头、IMU GY-85九轴姿态传感器、锂电池、RP_lidar-A1、便携式显示器。

图1 原理机车体结构图


（四）特色功能

（1）哨兵模式：可在家中无人时或夜间休息时使用。通过前期人脸信息录入，在规定范围内出现非数据库中人脸信息或大体积物体移动信息时发出警报，同时向使用者手机中发送警报信息和实时视频数据。使用者还可设置巡检范围和路径，定时完成房屋巡检。
（2）看护模式：监控家中老人或儿童的状态。当检测到人员出现倒伏情况时，会向使用者手机中发送警报信息和实时视频数据。通过广播，播放“室内有人员摔倒”信息。
（3）“欢迎回家”模式：机器人设有运动传感器，检测到房门的开启，自主规划路径，以最快的速度移动至门口目标点，通过视觉识别数据库中主人的面部数据，如识别成功将会广播“欢迎回家”，顶部置有物品托盘，并且具备无线充电器，主人可以将物品（菜、包和快递等）放在其中，手机也可以进行无线充电；如识别失败，自动触发“哨兵模式”。
（4）预留订制开发接口：可以通过客户定制，在机器人身上进行二次开发，增加客户订制功能，如燃气泄露检测（甲烷检测）、火焰检测（异常温度报警）和拖挂接口（便于搬运大体积物品）

（五）知识产权及获奖情况

（1）论文，《The Autonomous Intersection Control Method Based on
Reduction in Vehicle Conflict Relationships》Sustainability 2023, 15, 7142. https://doi.org/10.3390/su15097142；
（2）实用新型专利，一种模块化的人工智能巡检车，申请号： 202223505757. 5；
（3）发明专利，一种小型无人车多车轮动力底板的普适性驱动系统，专利号：ZL 2020 1 1168860.8；
（4）2020年辽宁省大学生创新创业挑战赛暨微软“创新杯”全球学生科技大赛，一等奖，证书编号：20226011220028；

","isShowHome":0,"caseSort":1,"isDel":0,"visitNum":774,"createTime":"2023-07-20 15:57:56","createBy":71036525692881080},{"id":38,"classId":0,"caseName":"空地协同一体化机器人","caseType":null,"caseDesc":"本项目借助机器狗和无人机，设计并开发了一套空地协同一体化机器人自主行进系统，以期通过两者之间的协同感知打破“信息孤岛”，推动自主行进功能的安全稳定运行。","authorName":"Tri-co Eye","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689848565355.JPG","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）技术水平

（1）降落/协同空间定位平台。包含合作靶标、及测量算法。在靶标宽5cm条件下，在0.1-2m的高度范围下完成协同定位，考虑到机载设备的低算力条件，定位算法在RDK X3 CPU上的耗时低至50ms/s；

（2）设备连结结构。无人机视角转换结构，可将无人机前视相机转为俯视，具有抗震能力。靶标搭载结构、传感器放置结构，可连结固定机器狗及相关硬件设备，支持其他相关任务；

（3）机器狗自主行进模块。包含主动/引导行进两种模式，利用优化后的FCOS算法(精度>80%，耗时≈33ms)检测相关目标，并完成自主跟随功能。引导模式将从无人机视角检测机器狗与目标，并利用A*算法完成轨迹规划。

（二）探索创新

（1）空地机器人协同，此方案在全世界范围具有创新性和前瞻性，比传统车载机器人视觉感知有更广泛的侦查范围和侦查能力，可落地军事和自动驾驶领域；

（2）无人机与地面机器狗之间实时图像传送和协同控制、自主行进，利用地平线X3派和TRos进行整体pipeline开发；

（3）车载无人机可引导地面机器人按照最优路线自主行进。目前福特汽车已经获得无人驾驶四轴飞行器专利。

（三）商业价值

（1）面向自动驾驶领域，主要表现形式为车载无人机，在户外地形勘测、边境巡防、灾难救援、人道主义救援等多种应用场景均有较高应用价值，无论是to G还是to C的市场，商业层面都有极大想象空间。当前路虎、比亚迪、福特等多家头部汽车厂商均已投入大量人力资金进行预研；

（2）面向通用机器人领域，在仓库巡检、智慧物流配送、室外割草等场景，可以基于本系统做出空地协同一体化协同巡检机器人、空地协同无人配送机器人、空地协同自主割草机器人等机器人产品；

（3）除了上述终端产品，同时本系统中如靶标测量、目标检测等单点技术都可面向商业客户进行解决方案封装出售。

（四）团队协作

（1）目标高度统一。以完成项目开发为目标，以研发进度和成果为导向，团队成员始终保持以终为始的热情，为共同的目标奋力前进。

（2）分工清晰明确。项目进度把控与任务拆解尤为重要，核心要保证每个人有事可做。整个项目包含背景调研、PPT制作、硬件调试、结构设计、系统研发、算法研发、模型量化、数据采集标注等。每个人都关联多个子模块。

（3）多领域研发。空地协同一体化机器人自主行进系统是一个软硬结合的具有前瞻性的机器人解决方案，硬件、软件、算法涉及多个领域。

（4）跨领域协作。不同领域的任务有不同程度的互动，需要团队每个人在完成自己任务的同时配合上下游任务进行功能调试，并对上下游任务有基础的了解。大部分问题内部消化解决。开发过程中难免碰到自己解决不了的问题，将问题抛出来，群策群力。

","isShowHome":1,"caseSort":5,"isDel":0,"visitNum":607,"createTime":"2023-07-18 11:11:34","createBy":71036525692881080},{"id":37,"classId":0,"caseName":"桌面四足仿生机器人","caseType":null,"caseDesc":"Geek_Mini_Dog是GEEKROS基于地平线旭日®️X3派推出的首款开源桌面级四足仿生机器人，其采用舵机作为动力系统，拥有8个可控关节，配合TogetherROS可实现丰富的AI应用开发，兼容ROS2","authorName":"杨状状","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689852016171.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

杨状状，地平线开发者社区优秀开发者，GeekRos创始人，致力于让机器人的开发、学习变得更简单，喜欢与大家分享机器人开发中的点点滴滴。

（二）产品介绍

地平线 RDK X3是地平线推出的一款面向生态开发者的嵌入式开发板，具有5Tops端侧推理与4核ARM A53处理能力，结合地平线的高性能算法工具链与TogetheROS.Bot机器人开发平台，可快速在机器人设备中实现高效的应用。

目前Geek_Mini_Dog对RDK X3派进行了兼容和适配，已集成了机器人开发平台中大部分的应用能力，可快速的进行目标检测、图像分类、语义分割、人体检测与跟踪、手势识别、3D物体检测、障碍物检测等应用的开发。

GEEKROS的桌面开发者工具（Geek Studio）已与地平线的机器人开发平台进行了深度的整合，你可以使用图形化积木、Python、C等多种开发语言进行机器人应用的开发，便捷的调用相关AI推理模型，除此之外，开发者工具中也提供了丰富的机器人应用插件，如：远程图传、机器人仿真等。

（三）开发应用

提供Shapr3D源文件和STL文件，其中STL文件名标记了打印所需的材质和数量，如需其他格式源文件可以联系微信：MakerYang8080 获取，推荐使用工业级3D打印设备进行结构件的打印。

固件程序基于GEEKROS的Geek_Lite_Board机器人主控开发板开发（主控芯片为STM32F427IIH6，可在GEEKROS官网购买），可自行参考移植至自己的开发板，固件源代码请移步下面的代码仓库获取：https://gitee.com/geekros/Geek_Lite_Board

机器人相关的程序位于[/hardware/Source/robot/mini_dog/]目录，会使用到[modular]的部分模块，具体可查阅源码的相关调用。

目前GEEKROS已经开源了机器人所使用的开发板，但生产成本较高，如果自己有能力生产可以前往下面的仓库获取开发板工程文件：https://gitee.com/geekros/Geek_Lite_Board_Project

配件名称配件规格配件数量购买连接RDK X3 5Tops 算力1https://developer.horizon.ai/sunrise开发板STM32F427IIH61https://www.geekros.com (极客商城)（其他配件详见文末代码仓库地址）

1、使用舵机专用上位机将[config]目录的配置文件导入所有舵机，将舵机位置设置为：511，即零位，并设置好舵机的ID（1-8），安装结构件时请确保舵机的零位位置不会变化，以免影响后续校准。

2、所有舵机安装孔位使用并嵌入M2铜螺母后进行舵机的安装和固定，其余孔位均使用M2.5铜螺母。

3、根据3D模型源文件进行结构的组装，1-8号舵机的安装位置如下图所示：

提供机器人的运动学和核心算法思想，方便大家进行个性化开发。

相关视频可以在抖音、B站搜索“GEEKROS”查阅

官网：https://www.geekros.com

TogetherROS：https://developer.horizon.ai/robot

开源仓库地址：https://gitee.com/geekros/Geek_Mini_Dog

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":478,"createTime":"2023-07-18 11:09:13","createBy":71036525692881080},{"id":36,"classId":0,"caseName":"大型机器狗","caseType":null,"caseDesc":"四足仿生机器人具有高机动性，负载能力和适应能力强，可运用于物资运输、抢险救援等方面，一只多才多艺的，又不需要主人“铲屎”的机器狗，你是否也想拥有呢？","authorName":"章征宇","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689648253577.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

章征宇，地平线开发者社区优秀开发者，自称“中年油腻宅男”，身体内一直住着那个喜欢电子的小男孩，喜欢做开源项目，做的最多的就是东拼西凑（作者vx：18970841141）。

（二）项目简介

机器人参数如下：

重量：5公斤左右

体型：长56.5厘米左右，站立后身高31厘米左右，宽30厘米左右

舵机规格：60KG大扭力数字高级舵机,静音顺滑

电池：大功率2S动力电芯，大容量8000毫安时

续航时间：2-3小时左右

遥控手柄：配套2.4G无线遥控手柄控制（也可以支持PS4蓝牙手柄）

主板：旭日X3派

开发语言：PYTHON3，代码全开源没加密，可以自由修改2次开发；ROS环境支持，遥控或者APP ->ROS接口-> 机器狗行动控制

插件：有提醒作用的led幻彩灯带，还有迷你OLED小显示屏提示系统状态和IP

行动功能：可多方位前后左右、平行和斜着走、原地转圈或绕中心轴转圈等；语音互动聊天、播放音乐，支持遥控器控制；并且支持手机安卓APP、 WINDOWS客户端程序、 局域网WIFI远程摄像头监控和远程控制，或者配合固定IP（外网地址）也可以实现互联网远程控制

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":591,"createTime":"2023-07-18 11:01:56","createBy":71036525692881080},{"id":35,"classId":0,"caseName":"大型六足蜘蛛","caseType":null,"caseDesc":"六足机器人具有多个冗余自由度和丰富的行走步态，具备更好的容错性和静态稳定性，在抢险救灾、物资运输、军事侦察、星球探索等领域具有广泛的应用前景。","authorName":"章征宇","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689647604762.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

章征宇，地平线开发者社区优秀开发者，自称“中年油腻宅男”，身体内一直住着那个喜欢电子的小男孩，喜欢做开源项目，做的最多的就是东拼西凑（作者vx：18970841141）。

（二）准备工作

在一开始的骨架结构设计中，机器人主控采用JETSON TX1，UBUNTU18系统，PYTHON代码，18个80KG的大舵机及10000毫安时容量的动力电池，并配合2.4G的无线遥控手柄。但考虑到操作性和便捷度，实际准备过程中一直在寻求最佳方案。

此六足机器人体积庞大，伸展后有1米多宽，重6公斤，再加上电机采用80KG的大扭力舵机，就会面临电机同时工作时候产生的大电流问题，市面上常见的串口通信的舵机控制板，虽然可以用，但是控制逻辑太落后了，然而新的PCA9685舵机控制板又承受不了大电流，没办法最后只能稍微改造下PCA9685舵机控制板才终于可以正常工作。

另外，市面上主流的JETSON有NANO，但TX1因为更新换代的原因价格非常诱人，只要能找到合适的小载板是非常适用做机器人主控的。这样就面临一个尴尬的问题，NANO主流但是价格高性能弱，TX1买不到合适的载板，那么何不考虑下国产替代方案呢？

经过测试，地平线旭日X3派机器运行效果和JETSON TX1一样顺滑！5Tops端侧推理与4核ARM A53处理能力，可同时多路Camera Sensor的输入并支持H.264/H.265编解码。

PS.几个不同主板方案之间，涉及到GPIO口调用时需要特别注意。


成果展示图：

（二）操作展示

手柄操作

开电只要按中间的开机键一次即可，开机后长按即使得主板处于待机状态。通电后遥控会自动搜索机器人信号，当手柄识别到机器人后，最左边第一个信号灯将保持常亮（注意：手柄背面的模式切换默认为：Digital）。

如果机器人之前就是先开机已经进入激活状态，此刻后开遥控，机器人站立起来进入待命。若遥控器比机器人先开机，那么机器人后启动就会趴着待命，此刻可按遥控器的前侧左下方LT按键、或右下方RT按键，机器人则可进入站立待命状态。

遥控器8分钟无人操作即会进入自动休眠，此刻手柄同步关机，切记遥控器休眠的时候不要让机器人处于头部摄像头云台控制状态。

手柄中间start按键：切换机器蜘蛛休息状态；

左上方按键LB：切换机器人行走步态，行走每次一只脚轮流行走，或者全身每次3条腿行走；

右上方按键RB：切换机器行走两档速度，可以在慢速和正常速度来回切换，默认慢速；

左控制杆：前后--控制在行走模式下的前进和后退，左右--控制在行走模式下左右移动；

右边控制杆：前后--控制在行走模式下前进或后腿，左右--控制机器蜘蛛左转右转；

左下方按键LT长按，同时左侧摇杆可以控制机器人姿态变形；
右下方按键RT长按，同时右侧摇杆可以控制机器人扭转姿态。

手柄使用注意事项：


手柄右边4个按键中的Y键：用来切换头部摄像头云台的控制，默认是机器人行走模式，当Y键切换到摄像头云台的时候，此时右边摇杆上下可控制前端抬降。当暂时不控制机器人时，需要把Y键切换回来行走模式。

客户端APP操作

当把机器人的主板系统连接到路由WIFI之后，就可以使用手机安装的控制APP客户端。程序文件再机器人目录：piHexapod\\Application\\，通过FTP工具下载到手机，安装后选择机器蜘蛛进入界面，即可连接机器人IP地址。

分别按照上图：

1、按左边连接IP地址，连接成功后可以看到摄像头画面；

2、左侧摇杆对应遥控手柄的左侧摇杆控制前后左右行走；

3、右侧摇杆对应三段式躯体控制，左右控制尾部摇摆，上下控制头部关节。

电脑客户端演示


Windows客户端目录：Application\\windows目录下面windows.exe运行文件：

1、左侧输入蜘蛛IP地址，点Connect按钮进入连接；

2、点左侧Open Video打开机器人摄像头画面；

3、点击左下方摇杆，机器人站立行走；

4、右下方十字摇杆控制姿势状态；

5、右上方十字摇杆控制扭转姿势；

6、左侧GAIT MODE切换行走步态；

7、左侧ACTION MODE行走时候切换左右行走或者左右转圈。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":454,"createTime":"2023-07-18 10:43:33","createBy":71036525692881080},{"id":34,"classId":0,"caseName":"白蛋一号家庭巡检安防机器人","caseType":null,"caseDesc":"能够在家庭环境内自主巡航的同时监测家庭环境的异常状况，并且能作为智慧家居的核心接入各种外设，方便对智慧家居设备进行统一管理、调度和控制。","authorName":"杜道锋","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689940912878.png","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

杜道锋，自动驾驶感知算法工程师，“白蛋一号”小型室内安防巡检机器人开发者。狂热的C++轮子制造爱好者，热衷于自主移动机器人开发，在SLAM、嵌入式系统以及视觉感知等方面有一定深入的了解（作者github链接：https://github.com/softdream）。

（二）产品介绍

为了适应老龄化社会的发展，加速家用小型服务型机器人的落地应用，本人开发了一款小型的适用于家庭环境下的家庭巡检安防机器人。本人将其命名为白蛋一号，其核心在于能够在家庭环境内自主巡航的同时监测家庭环境的异常状况(譬如老人跌倒、陌生人入侵、有害气体浓度、 易燃气体浓度、烟雾浓度、火灾情况等等)，并且能作为智慧家居的核心接入各种外设(空调、灯光、窗帘、睡眠检测仪等等)，方便对智慧家居设备进行统一管理、调度和控制。产品整体外观如图1所示：


该产品主要应用的技术有：SLAM同时地图构建和定位技术、路径规划、路径平滑、路径跟踪、运动控制、任务决策、基于深度学习的视觉检测技术以及传感器检测技术。

（三）硬件构成

该机器人采用的是经典的两轮差速结构，其上搭载了激光雷达、RGB相机、编码器、IMU、烟雾传感器、温湿度传感器等各种外设。机器人的硬件设计采用了分层设计的思路，使用了两个控制器：对于底层各种传感器数据采集以及机器人的运动部分控制使用低成本、性能较小的单片机来完成，而对于上层则需要完成机器人的算法运行，并且需要驱动相机、激光雷达等对计算性能要求高的设备，因此采用性能强悍的SOC(片上系统)。这里使用了地平线的X3派作为上层控制器，其主频高达1.2GHz，有4个A53的核，板载了wifi模块，更为重要的是其上搭载来一个算力高达5Tops的NPU计算单元。


机器人的硬件框图如图2所示：

机器人的部分外设分布如图3所示：

机器人底层控制板如图4所示：

机器人上层控制器——地平线 RDK X3，如图5所示：

（三）软件方案

在机器人的软件开发方面，将抛弃常用的ROS框架，并尽量避免使用第三方库，从硬件驱动到算法的设计，都将以自己设计的轮子为主。
在底层驱动板中，主要实现了对各个传感器的数据采集和初步数据处理的功能，底层驱动板在获取到这些信息之后会直接通过串口上传至X3主控中供其下一步的处理。同时在底层驱动板中实现了对电机的控制功能，在接收到RDK X3主控下发的控制指令(主要是线速度和角速度)之后，会生成对应的pwm方波信号，控制两个直流电机的转速，从而让机器人完成移动动作。
在RDK X3主控中的程序主要分为两种：一种是用于应用支撑的基础程序，包括slam算法、里程计融合算法、路径规划算法、轨迹跟踪、机器人控制以及任务决策等算法，这些算法程序是构成自主移动机器人的支撑，是可以让机器人能够自主移动的关键。另一种是在上述算法基础上自定义的一些应用程序，由于此机器人主要是用来做巡防安检的，因此只针对这一块做一些定制化的应用功能，包括人体姿态检测算法、人脸识别算法等等，同时用户也可在二次开发时根据需要自己更改。


机器人的软件框架如图所示：


（四）特色功能


(1). 室内全自主导航巡检，通过自研的高精度室内单线激光SLAM算法、自研的路径规划算法以及自研的任务决策系统，可以让机器人能够完全自主的移动巡逻，无需人工干预。
(2). 实时室内环境监测和人员安全监测，由于机器人上搭配了很多传感器，可以实时检测室内有无异常情况，同时得益于X3派的强悍的BPU，可以通过视觉检测人体姿态来监测人员的安全情况。
(3). 远程遥控监测功能，可以通过微信小程序远程查看机器人摄像头所捕捉到的画面，同时也可以远程遥控机器人运动，增加了灵活性。
(4). 支持二次开发，开放底层源码和算法设计思路，可供爱好者学习和开发。

","isShowHome":1,"caseSort":3,"isDel":0,"visitNum":690,"createTime":"2023-07-18 10:32:37","createBy":71036525692881080},{"id":33,"classId":0,"caseName":"智能健身机","caseType":null,"caseDesc":"此智能健身机借助RDK X3完成人体健康指标监测、三维人体姿态检测的研究以及硬件平台的部署。","authorName":"林加炫","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689855665736.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

林加炫，地平线开发者社区优秀开发者，集美大学光电信息科学与工程专业大二学生，有丰富的项目开发经验，曾获全国物理实验竞赛一等奖、全国光电设计大赛东南区赛三等奖等，对robomaster开发、仿真经验、计算机视觉、深度学习等有深入的探索（vx：ljx18059692029）。

（二）项目介绍

在人工智能技术更迭及后疫情时代背景下，居民生活模式发生极大改变，运动数据的模型支持、实时可锻炼的工具……这些设备逐渐打破时间和空间距离，随之而来的便是人们对健身动作安全化、个性化、智能化强烈需求。从中国的Fiture再到国外的Tempo，「动作识别」、「智能交互」几乎成为了标配，这当中也有一条等待被验证的公式——AI摄像头+动作识别算法+课程内容=健身教练？

来自集美大学的林加炫设计并制作了一款AI健身机，尝试验证该公式，并希望借助地平线RDK X3完成人体健康指标监测、三维人体姿态检测的研究以及硬件平台的部署。本期林加炫将和大家分享第一期内容——如何监测人体健康指标，在此基础上，讲述自己体会和感悟，希望给有相似创意想法的旭友提供参考，一起交流探讨。

（三）心得体会

项目整体作为软件在电脑上跑毫无压力，但是要将各个功能移植到嵌入式设备当中实现还是遇到了不少问题。其中最大的问题在于移植设备的性能支持，如果产品本身性能不好，那体验感就相对于手机、电脑较差，所以在硬件上旭日X3派就是一个不错的选择。但是模型要在BPU上使用的话，就得修改python包里的源码，这一步目前还在掉头发中。当然项目还有其他好的想法，比如把交互界面放到网页端显示、添加语音播报等功能，产品整体还是需要功能的慢慢积累。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":478,"createTime":"2023-07-17 19:24:54","createBy":71036525692881080},{"id":32,"classId":0,"caseName":"手持slam建图设计","caseType":null,"caseDesc":"本次设计借助RDK X3开发板的计算性能，使用IMU先对激光雷达数据进行点云畸变矫正，将处理好的点云数据进行特征点提取，然后使用PL-ICP计算得到一个Laser Odometry。在维护好TF的前提下，使用Laser Odometry + 一些常用的SLAM功能包（如Gmapping）实现手持建图的功能。","authorName":"赵源麒","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689856942101.png","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

赵源麒，郑州科技学院，物联网工程专业，大二在读，研究方向为移动机器人定位算法，擅长嵌入式软硬件开发、集群环境部署与开发、机器人控制（个人gitee链接：https://gitee.com/zhao-yuanqi）。由于之前在做无人机SLAM的时候需要用到这种无机身里程计的SLAM算法，为此设计了手持SLAM建图模组。目前项目遗留问题较大，只是简单使用ICP实现了一个纯雷达里程计，对于位移有着较好的定位效果，但是对于姿态便是问题多多。也欢迎大家一起沟通交流。

（二）项目简介

这里使用RDK X3开发板设计并实现了一款SLAM手持建图设备，它使用RDK X3开发板的计算性能，通过激光雷达实现一个纯激光里程计，通过IMU对激光数据进行畸变矫正和对SLAM的姿态矫正，实现一个手持的SLAM建图功能。


硬件主要使用RDK X3开发板、Lakibeam 1激光雷达、JY61陀螺仪模块，其次是电源模块、12V锂电池、PCB板、亚克力结构和手柄结构。

整个系统使用12V锂电池进行供电。通过XL4016E1电源模块实现12V转5V 8A(Max)为RDK X3开发板进行供电。激光雷达使用智驰的Lakibeam 1单线激光雷达，通过以太网接入到RDK X3开发板中。陀螺仪使用维特智能的JY61模组（可使用JY60/JY61P/JY901等代替），通过RDK X3 IO引脚的串口功能接入到系统中（该串口号为/dev/ttyS3）。

LakiBeam通过网线和电源与计算机建立连接，产品默认的网络配置为静态模式，设备端的IP地址为出厂设定192.168.198.2（Device端），需要先将连接雷达与计算机以太网端口的IP地址手动更改为192.168.198.1（Host端），此时通过计算机的web浏览器访问 http://192.168.198.2即可访问设备内建的web服务。

仪表板（Dashboard）页面提供了系统状态监测（包含CPU使用率，系统负载，内存使用率，以太网数据速率，系统运行时间），雷达状态监测（包含输入电压，输入电流，系统电压，核心温度，APD偏置电压，电机转速，激光测距状态），网卡信息，设备信息。

雷达设置（LiDAR Configuration）页面提供了雷达扫描相关配置（包含扫描频率设置，测距的启动和停止）；数据处理配置（包含数据输出范围设置和数据滤波设置）；数据发送目标配置（包含目标主机的IP地址及数据端口）；网络配置（包含DHCP和静态IP的模式切换，静态IP的设置）。需要注意的是更改网络配置后必须对设备进行重启操作，新的网络配置信息将在下一次启动时自动应用。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":526,"createTime":"2023-07-17 19:15:02","createBy":71036525692881080},{"id":31,"classId":0,"caseName":"手势控制X Car小车","caseType":null,"caseDesc":"借助RDK X3 5Tops的强大算力和地平线开发者社区的技术支持，实现麦轮小车的手势控制。","authorName":"伍剑鹏","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689591261775.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

伍剑鹏，地平线开发者社区优秀开发者，大连交通大学软件工程专业大一新生，目前在TOE创新实验室，后续计划去打robomaster比赛，喜欢研究机器人和运动控制相关的方向（作者github链接：https://github.com/evencewu）。

（二）基础硬件

供电系统


直流电机驱动器

","isShowHome":0,"caseSort":1,"isDel":0,"visitNum":569,"createTime":"2023-07-17 18:54:56","createBy":71036525692881080},{"id":30,"classId":0,"caseName":"四旋翼无人机","caseType":null,"caseDesc":"搭建四旋翼无人机并使用YOLOv5，以便在更加复杂的应用场景下更加智能地飞行，后续还可加装深度相机、追踪相机、激光雷达等更加复杂的传感器设备。","authorName":"王家卿","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689590515123.png","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

王家卿，地平线开发者社区优秀开发者，河海大学机器人工程专业研二学生。

（二）飞控组装

想要在无人机上做视觉等模块的二次开发，需要在熟练使用飞控，飞行器才能正常操作飞行的基础之上才能进行。新手无人机爱好者可购买完整的四轴无人机套件和桨叶等配件，并且按照教程完成无人机的搭建（硬件准备、软件准备、硬件组装、飞控调试等步骤），就可以使用遥控器操控无人机飞行了。

值得注意的是，完成无人机搭建、熟悉遥控器飞行后，此时还不能进行YOLOv5进行高空检测，如若让飞控与旭日派相连后便可以完成很多任务。

（三）YOLOv5检测

准备一个USB摄像头，插在旭日派上，将下载好YOLOv5的视频源头改成自己提前准备的USB摄像头，把刷新率调到10（采用地平线的加速可以直升20）。

（四）控制飞行

dronekit是一个Python中控制无人机的库，在实验中会比mavros更加方便。此处采用使用键盘控制无人机飞行的程序，可根据喜好参考dronekit官网编写你自己的程序。

","isShowHome":null,"caseSort":null,"isDel":0,"visitNum":640,"createTime":"2023-07-17 18:42:03","createBy":71036525692881080},{"id":29,"classId":0,"caseName":"手语翻译系统","caseType":null,"caseDesc":"语音转写系统由翻译终端机器和云服务器搭配组合构成，基于Web API和Tinker采集用户语音，支持除中文和英语外的51种外语、24种方言和1种民族语言。","authorName":"蔡振鑫","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689859507259.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

蔡振鑫，地平线开发者社区优秀开发者，惠州学院大三学生，曾获2022年大学生电子设计大赛广东赛区二等奖，十分热爱嵌入式视觉，熟悉micopython的开发应用，arduino框架的开发应用，Python的标准库的使用以及PyTorch库的应用，OpenCV库的C++和Python接口的开发应用。

（二）硬件准备

注意：购买麦克风时要购买二合一的USB麦克风，切勿购买3.5mm耳机接口传输的麦克风。

（三）实现原理

本项目主要就是利用python程序录制本地mp3格式的用户音频，并将音频上传到云端语音平台进行实时转写，最后利用GUI库在屏幕上展示转写结果。

（四）效果展示

结果显示，本项目对本地资源占用较小，得益于旭日X3派的高算力和高性能，温度的控制让人十分满意（和上一个项目手语翻译终端同时运行也没有问题）。

（五）性能测试

系统测试方案：将程序导入旭日X3派中，接入电源后等待初始化完成，在安静的室内环境下，在麦克风前分别测试普通话，英语，方言（东北话/四川话），将转写终端实时转写的准确率记录，同时将识别的总时长记录收集。

测试数据如下：

结果分析：接收到语音信息后到完成转写结果的显示总时长在0.5秒之内，可基本实现实时转译，对普通话和英文以及51种外语，24种方言和1种民族语言的识别率在95%以上。

结论：实现语音转写除了支持普通话和英语外，支持51个外国语种（包括日语、俄语、泰语、捷克语等常用语种）、24种方言（包括四川话、广东话、河南话、上海话，闽南语等常用方言），另外，还支持一种民族语言（彝语），真正做到无障碍沟通交流。

","isShowHome":0,"caseSort":2,"isDel":0,"visitNum":418,"createTime":"2023-07-17 18:19:41","createBy":71036525692881080},{"id":28,"classId":0,"caseName":"智能搬运机器人","caseType":null,"caseDesc":"智能视觉搬运机器人，更加精准地优化了轨迹预测和目标识别这两个功能，广泛应用于制造业、物流行业等一些物联网联网作业中。","authorName":"郭腾龙","casePictureUrl":"/api/v1/developerCase/image/1689860314495.jpg","caseContentUrl":"","caseContent":"

（一）个人介绍

郭腾龙，地平线开发者社区优秀开发者，三峡大学大四学生，曾参加中国机器人大赛、蓝桥杯嵌入式大赛并获国奖，热衷于研究制作机器人和各类有趣实用的电子产品（作者github链接：https://github.com/Zreo37）。

（二）原理讲解

根据目标物块的特征，首先通过机械结构使目标物块每次被识别时，目标物块都出现在摄像头的固定角度，固定距离。这样就保证了摄像头每次识别目标物块时，目标物块都会出现在拍摄照片的固定像素范围。

其次，根据目标物块的特点（物块之间只有颜色差异）只要完成对目标物块出现范围的像素点颜色的识别，就能判断出具体是哪一个目标物块。所以采用了对特定区域像素点的颜色识别算法。从演示视频中可以看出，每次抓取物块之前，都会先通过U型推手把目标物块先固定在车身正前方的U型推手内如下图。

此时补光灯进行补光，以减少环境光对识别结果的影响。从图片也可以看出，识别环节，摄像头是正对目标物块，而且距离很近，这个设计就保证了摄像头拍摄到的大部分像素点都被目标物块的颜色所填满，增加了识别面积。

可以看到，摄像头拍摄到的图片，目标物块几乎填满了整个图片。接下来就通过旭日X3派进行颜色识别，使用RDK X3借助OpenCV，通过HSV颜色模型，实现对目标物块的颜色识别。

（三）动作实现

下位机负责所有机器人动作的控制，包括直线行驶、转弯、转圈、目标物块抓取、放置等等，此处先讲解目标物块抓取动作部分。先看机械设计，机器人前方的圆柱形带传动可收纳式抓手是靠两个原动件提供动力的。

舵机提供动力控制抓手的开合，用于夹取目标物块和释放目标物块；42步进电机控制传送带从而控制抓手，用于使抓手升降。

从视频可以看出，每抓取一个物块需要五个动作：


（1）抓手下降到一半高度；

（2）抓手张开；

（3）抓手下降到最低点；

（4）抓手闭合，抓取物块；

（5）抓手上升到最高点。

","isShowHome":0,"caseSort":3,"isDel":0,"visitNum":815,"createTime":"2023-07-17 17:38:02","createBy":71036525692881080}]}