摘要：三维测量技术在现代工业制造中得到广泛应用,成为工业测量领域的关键研究方向。针对人工三维测量速度慢、效率低、稳定性不足的问题,设计一套基于工业机器人与三维扫描仪的自动化三维测量系统。系统由工业机器人、三维激光扫描仪、主机和测量平台组成,能够有效提高测量自动化程度和精度。提出了一种自适应网格划分方法,依据被测物的曲面复杂度生成不同密度的三角网格,通过在复杂曲面区域提高网格密度细致描述被测物表面特征,在简单曲面区域降低网格密度,进而优化视点生成的效率并减少冗余扫描视点;为了提高法线估计的准确性,采用了局部平面拟合与质心计算相结合的方法,从而提升了法线估计的准确性;针对测量路径规划问题,采用了基于向量聚类和A^(*)算法的路径规划方法,在保持规划路径最优的前提下,确保测量过程的稳定性与连贯性。实验结果显示,设计的自动化三维测量系统显著提高了测量效率和精度,系统测量平均时间为22.18 s,被测物点云数据达99.2%,可有效替代人工手持测量方式,满足现代工业对高精度和高效率测量的需求。

摘要：人工智能(Artificial Intelligence)作为机器智能(Machine Intelligence)的重要分支,已经成为机器人发展的重要方向之一。新一代人工智能技术可以使机器人具有更高的智能和灵活性,使机器人能够自主学习和适应新的环境,并能完成新的任务,赋予机器人更加高效和智能的交互能力。目前,具身智能已成为人工智能领域的一个新的研究热点,而机器人因具有可编程、拟人化以及执行能力强等优势,成为具身智能技术理想的硬件载体。简述了具身智能机器人的概念和特点,从智能感知、自主决策、运动控制和人机交互等四个方面,分析了具身智能机器人的国内外研究现状,从环境感知与理解、自主决策与学习、运动控制与规划、人机交互和数据隐私与伦理等五方面深度剖析了具身智能机器人存在的问题及挑战,并从具身智能机器人的设计创意、与大模型和深度学习等人工智能技术融合以及研究人员的教育与意识、上下游产业链等方面提出了发展建议。在人工智能技术迅猛发展的背景下,以期为我国具身智能技术发展和具身智能机器人产业体系形成奠定基础,为世界具身智能产业创新发展指明方向和提供借鉴。

摘要：数字经济已成为我国经济发展的新引擎,虚拟仿真教育装备作为数字化和现代教育体系结合的重要载体,已成为解决教学过程中存在的“高投入、高难度、高风险、难实施、难观摩、难再现”等问题的重要手段。聚焦新一代信息技术在高档数控机床中的应用,综合利用数字孪生、虚拟仿真和云计算等先进技术,提出了高档数控机床半实物仿真系统设计的新理论、新方法,产教融合、科教融汇,校企协同开发了高档数控机床半实物仿真系统,研制了VGT-5型数控五轴模拟训练机和VMT-5型车铣复合模拟训练机,突破了高档数控机床半实物仿真系统理论设计、工程应用的重大难题,不仅较好地解决了高档数控机床学习难、操作难的问题,推动了传统实训教学模式的创新,而且具有重要的工业应用前景,是对高端制造装备的重大创新。高档数控机床半实物仿真系统通过硬件设备和数字化虚拟技术的结合,实现了全方位、三维化、形象化的实践教学和展示,推动了虚拟仿真技术与教育教学的深度融合,显著提高了教学质量,赋能教育高质量发展,取得了显著经济效益和社会效益。

摘要：针对深松机器人深松土壤作业时对室外环境感知能力差,还需要人力驾驶拖拉机进行室外作业的缺点,基于ROS(Robot Operating System)框架下利用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping同时定位与建图)和路径规划技术进行高精度室外深松机器人应用研究。阐述SLAM算法和Cartographer算法的原理,根据田地环境需求,选择适用的地图模式,基于ROS框架对本地路径规划和全局路径规划的算法进行了分析和研究,设计研发了基于ROS的深松机器人实验平台,在基于ROS的深松机器人实验平台上进行测试,分析基于ROS框架下各节点之间的话题通信数据流向。实验第一步运用Cartographer算法建立栅格地图,获取地图后,针对不同土壤环境的特点和农作物对土壤主要特征的要求经行分析,研究出两种深松机器人工作模式:大型微耕模式和大型深耕模式;实验第二步基于Cartographer算法提供的地图上进行大型微耕模式的路径规划和大型深耕模式的路径规划的实验,并对不同工作模式的路径规划的算法进行分析。结果表明:Cartographer算法满足室外农田环境下的定位、建图的要求;改进后的基于全局历遍的路径规划算法适用于大规模的深松土壤作业,基于ROS的深松机器人实验平台可以有效适用于深松土壤作业中。

摘要：现如今,人们的物质生活水平随着国家经济发展不断提升,人们对某些生活产品的需求大幅增加,对企业的生产技术要求不断提高。在这一过程中,智能车辆研究发展迅速。基于此,建立了智能小车的运动模型,并用MATLAB软件进行仿真研究,继而搭建了智能小车的硬件平台,以仿真比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation,PID)结果为参考,设计基于单片机的模糊PID算法,以达到对智能循迹小车在行驶时的速度进行闭环控制的目的。与开环循迹小车运行效果相比,其稳定性及精确性得到了大大提高。

摘要：针对当前培训方式落后、工业机器人教学资源紧张等问题,以工业机器人多功能系统为主要载体,设计并研制了基于数字孪生技术的工业机器人多功能系统应用平台,着眼我国产业数字化转型需求,开创性地对新一代信息技术在工业机器人多功能系统应用中的关键技术进行了系统研究。该平台集成了多维建模技术、数字孪生技术,提出了一种基于数字线索技术的智能制造柔性产线共生模型,建立具备时间维度信息的复合智能模型,解决了多源异构信息的实时交互问题;建立了工业机器人多功能系统以及工业机器人配套单元、特种手爪、环境采集系统;设计了虚拟模型控制算法与人机交互方式,实现了制造过程动态分析和调整、生产线故障预测与健康管理、企业与院校人员的智能培训,完成了智能制造柔性产线分析系统信息集成与智能产线虚拟调试平台的研发;最后通过物料分拣实验结果表明,该平台可以实现学生边学边练的效果,验证了基于数字孪生技术的智能制造柔性产线的实用性,具有巨大的经济和社会效益。

摘要：随着老龄化社会的到来,智能养老服务机器人的需求日益增长。文章设计了基于STM32的智能养老服务机器人系统,包括自主定位导航、智能语音交互、生命体征监测和远程视频监控等功能。通过硬件设计和运行测试,本文验证了系统的可行性和有效性。

摘要：随着人工智能技术的飞速发展,机器人视觉识别系统在工业、医疗、安防等领域发挥着越来越重要的作用。文章设计了一个基于人工智能的机器人视觉识别系统,包括对象检测、图像分类、人脸识别、目标跟踪和图像增强等功能。经测试,验证了系统的稳定性和可靠性。该系统可应用于多个领域,具有广阔的发展前景。

摘要：智能传感教学平台以能源管理分散控制系统为核心,阐述了智能传感教学平台能源管理系统结构组成,针对软硬件需求对系统的采集和数据传输进行设计,利用智能传感器把生产过程中的相关数据采集并传输到组态软件,通过建立数据系统,通过NT6000能源管理系统可以实时监控、分析设备运行状态,实现能源集中管理,降低企业能源消耗成本。

摘要：本期“专题研究”组发论文4篇。通过“校企研”合作平台联合多个院校的相关学者共同研究,形成“校企研”合作研究模式的研究成果:1.具身智能机器人关键技术及发展趋势研究——具身智能是人工智能领域的一个研究热点,机器人因具有可编程、拟人化以及执行能力强优势,成为具身智能技术理想的硬件载体;2.工业机器人多功能系统关键技术及数字孪生平台应用——针对当前培训方式落后、工业机器人教学资源紧张等问题,以工业机器人多功能系统为主要载体,设计并研制了基于数字孪生技术的工业机器人多功能系统应用平台;3.高档数控机床半实物仿真系统关键技术及应用:聚焦新一代信息技术在高档数控机床中的应用,综合利用数字孪生、虚拟仿真和云计算等先进技术,研制了VGT-5型数控五轴模拟训练机和VMT-5型车铣复合模拟训练机,推动了虚拟仿真技术与教育教学的深度融合,赋能教育高质量发展;4.新工科+产业学院背景下的机器人工程专业教学改革研究,是在校企研合作机制下,依托产业学院进行机器人工程专业教学改革研究,在新工科课程体系和实践教学体系建设有较大突破的专业教学改革方案。