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一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)輸車（Automated Guided Vehicle，AGV）是裝有自動(dòng)導(dǎo)航裝置，能夠沿規(guī)定的路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種物料移載功能的搬運(yùn)車輛。廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子、紡織、食品、煙草、物流倉(cāng)儲(chǔ)等行業(yè)和領(lǐng)域。 2016年中國(guó)AGV市場(chǎng)銷售量7350臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)12.08億元，同比增長(zhǎng)37.7%。2017年中國(guó)市場(chǎng)AGV銷量有望突破10200臺(tái)，同比增速超38%。特別是新一代完全柔性的AGV機(jī)器人將在各種場(chǎng)景下得到應(yīng)用，新的AGV增量市場(chǎng)正在醞釀過(guò)程中。 當(dāng)前AGV主要導(dǎo)航方式為有軌導(dǎo)航（固定路徑）和無(wú)軌導(dǎo)航（柔性路徑）。傳統(tǒng)有軌導(dǎo)航AGV主要采用有軌導(dǎo)航方式，雖然簡(jiǎn)單易行、路徑跟蹤可靠性好，但靈活性和柔性差；新的激光導(dǎo)航方式，在應(yīng)用時(shí)具有更高的柔性，但目前大多數(shù)是采用反射板和三角定位原理進(jìn)行，其靈活性和柔性受到限制。 無(wú)軌導(dǎo)航AGV不需要任何場(chǎng)地施工、具備自由路徑導(dǎo)航和智能避讓能力的AGV，越來(lái)越受到行業(yè)的重視，是重要發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。這種無(wú)軌的自主導(dǎo)航系統(tǒng)（自由路徑規(guī)劃和決策）具有更高的引導(dǎo)柔性，能夠更高效、靈活地完成物料的搬運(yùn)任務(wù)。隨著車間物流和生產(chǎn)流程日益復(fù)雜多變，對(duì)柔性供送、自主規(guī)劃決策的新一代AGV需求迫切。 本項(xiàng)目致力于開(kāi)發(fā)面向柔性物料搬運(yùn)、內(nèi)部物流的AGV機(jī)器人平臺(tái)，具有效率高，易于操作、使用靈活且安全等特點(diǎn)。項(xiàng)目研究的這種AGV是第三代柔性移動(dòng)機(jī)器人，綜合了激光、視覺(jué)、慣性定位和自主規(guī)劃決策技術(shù)，是未來(lái)的移動(dòng)解決方案。(智能化工具化)，適應(yīng)于巡檢和商城、賓館、醫(yī)院等場(chǎng)所的內(nèi)部配送。 項(xiàng)目研究全新一代AGV屬于自主導(dǎo)航機(jī)器人，具備全柔性：無(wú)軌導(dǎo)航，不需要場(chǎng)地布設(shè)，全軟件化，應(yīng)用更廣（內(nèi)部物流、人機(jī)協(xié)作等）。具備自主性：自動(dòng)路徑規(guī)劃、自動(dòng)避障、自動(dòng)跟蹤、相互協(xié)作、自動(dòng)充電等智能決策。項(xiàng)目研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和市場(chǎng)前景。 二、前期研究基礎(chǔ) 研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)工研究面向柔性物料搬運(yùn)和物流配送的新一代AGV機(jī)器人，服務(wù)于需混合導(dǎo)航與自由路徑功能的新興AGV市場(chǎng)，目前研發(fā)的這種AGV是第三代高級(jí)移動(dòng)機(jī)器人，綜合了激光、視覺(jué)、慣性導(dǎo)航和自主規(guī)劃決策與人機(jī)交互技術(shù)，是未來(lái)的移動(dòng)解決方案(智能化工具化)。累計(jì)完成投資150萬(wàn)元，已和廈門萬(wàn)久公司開(kāi)展省高校產(chǎn)學(xué)項(xiàng)合作目(基于視覺(jué)與慣性定位的AGV裝置研發(fā))，設(shè)計(jì)完成了AGV機(jī)器人樣機(jī)，正進(jìn)行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)可靠性與性能指標(biāo)的測(cè)試。 當(dāng)前正在的研究工作和目標(biāo)是，進(jìn)一步完善AGV基本機(jī)型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)激光SLAM、里程/IMU慣性定位、自主路徑規(guī)劃與跟蹤；對(duì)AGV的RGB-D視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)引導(dǎo)與目標(biāo)識(shí)別、跟蹤、避讓；進(jìn)行終端控制軟件開(kāi)發(fā)，形成產(chǎn)品應(yīng)用解決方案。 已發(fā)表的與項(xiàng)目相關(guān)的主要論文SCI論文5篇，EI論文20余篇。主要發(fā)明專利有：1. 仲訓(xùn)昱, 田軍, 龐聰, 彭俠夫, 曾建平. 基于前傾 2D 激光雷達(dá)移動(dòng)掃描的路面與障礙檢測(cè)方法. 國(guó)家發(fā)明專利（受理中）2. 仲訓(xùn)昱. 基于虛擬掃描與測(cè)距匹配的 AGV 激光 SLAM 方法. 國(guó)家發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01710504910.7, 受理中）. 3. 仲訓(xùn)昱, 李躍亮, 彭俠夫. 面向智能車自主充電的柔性對(duì)接裝置. 國(guó)家發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?nbsp;201710389598.1, 受理中）4. 仲訓(xùn)昱, 王祥, 陳映冰, 彭俠夫. 基于 A*提取引導(dǎo)點(diǎn)的 AGV 路徑跟蹤與避障協(xié)調(diào)方法.國(guó)家發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?nbsp;201710043581.0, 受理中）5. 仲訓(xùn)昱, 李躍亮, 劉嘉偉, 彭俠夫. 一種面向智能車自主充電的柔性對(duì)接裝 置. 國(guó)家實(shí)用新型專利, 專利號(hào)： 201720606992.1 三、應(yīng)用技術(shù)成果 （一）導(dǎo)航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種全柔性自主式AGV機(jī)器人, 其導(dǎo)航控制系統(tǒng)如下圖所示，特點(diǎn)有： 1）采用這種模塊化的系統(tǒng)平臺(tái), 搭建激光導(dǎo)航AGV產(chǎn)品, 可實(shí)現(xiàn)降低制作成本30%-50%;  2）結(jié)合視覺(jué)/慣性定位和特殊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu), 支持各種場(chǎng)景下的使用、簡(jiǎn)易且節(jié)省人工成本。 （二）地圖表示和基于A*提取關(guān)鍵路徑點(diǎn)的全局路徑規(guī)劃方法 以AGV半徑障礙進(jìn)行膨脹，建立初始柵格地圖；通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估函數(shù)對(duì)障礙周圍節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，獲得帶有風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的安全柵格地圖。在安全地圖上通過(guò)A*算法規(guī)劃全局路徑，在得到的全局路徑上提取關(guān)鍵路徑點(diǎn)。 （三）基于位-姿交替控制的路徑跟蹤與避讓/運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方法研究了局部環(huán)境建模與自適應(yīng)窗口的實(shí)時(shí)避障方法，同時(shí)還研究了基于復(fù)合速度障礙法的分布式運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，在各種移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人與AGV搬運(yùn)機(jī)器人 相互協(xié)調(diào)避讓的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中等具有很好的應(yīng)用前景。 機(jī)器人以關(guān)鍵路徑點(diǎn)為引導(dǎo)點(diǎn)并不斷實(shí)時(shí)切換、更新引導(dǎo)點(diǎn)，進(jìn)行路徑跟蹤與障礙避讓的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 （四）基于地圖匹配的AGV激光SLAM方法 虛擬掃描與測(cè)距匹配法：增量式創(chuàng)建柵格地圖，采用虛擬激光雷達(dá)掃描與基于測(cè)距的快速輪廓匹配。 LATTICE SLAM方法：綜合采用了高斯牛頓迭代法、地圖匹配表、概率地圖和高低兩層地圖等策略。 （五）AGV系統(tǒng)特色設(shè)計(jì) 1)雙層控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。 2)基于ROS的軟件設(shè)計(jì)，采用NVIDIA 的TK1超級(jí)計(jì)算平臺(tái)作為主控計(jì)算機(jī)。 3)下位機(jī)功能模塊設(shè)計(jì)：處理實(shí)時(shí)性較高的任務(wù)，如里程計(jì)／IMU推算定位、安全速4)度控制、超聲波／防撞條避碰處理等。 5)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及外觀設(shè)計(jì)：兩輪差動(dòng)驅(qū)動(dòng)＋兩輪隨動(dòng)”的四輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比六輪機(jī)構(gòu)具有更好的地面適應(yīng)性；采用橡膠輪，減震和靜音效果好。 6)自動(dòng)充電對(duì)接裝置設(shè)計(jì)：通過(guò)柔性連桿的彎曲形變來(lái)實(shí)現(xiàn)充電接口和充電接頭的柔順對(duì)接。 四、合作企業(yè) 廈門萬(wàn)久科技股份有限公司是一家集銷售、軟件研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、加工技術(shù)整合為一體的高新技術(shù)企業(yè)。目前公司的經(jīng)營(yíng)范圍涉及CNC軟件開(kāi)發(fā)及數(shù)控系統(tǒng)銷售、CNC控制零件銷售及專業(yè)維修；工藝優(yōu)化、機(jī)臺(tái)升級(jí)與技術(shù)改造、工程配電與軟件優(yōu)化、專用機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、多軸機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、機(jī)臺(tái)精度檢測(cè)與校正優(yōu)化服務(wù)等。公司是國(guó)際知名生產(chǎn)制造企業(yè)——富士康的產(chǎn)品供應(yīng)商和技術(shù)服務(wù)商。  

可以量產(chǎn)/n該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的地面系統(tǒng)軟件，可實(shí)現(xiàn)地圖構(gòu)建、任務(wù)下發(fā)、路徑規(guī)劃、多AGV調(diào)度管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、車輛仿真等功能，可與WCS或MES系統(tǒng)進(jìn)行集成；該項(xiàng)目采用兩階段的調(diào)度策略對(duì)多AGV系統(tǒng)進(jìn)行路徑規(guī)劃，解決了多AGV系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。。AGV主要技術(shù)指標(biāo)：1、AGV運(yùn)行速度：負(fù)載最大:50m/min,空載最大:100m/min； 2、定位精度：±5mm ；3、引導(dǎo)方式：激光和慣導(dǎo)混合引導(dǎo)； 4、驅(qū)動(dòng)方式：雙輪差速/單舵輪/麥克拉姆輪； 5、移載機(jī)構(gòu)：背負(fù)式（可安裝各種工作機(jī)構(gòu)）/叉車式； 6、防碰

楚航科技是由德國(guó)海歸團(tuán)隊(duì)組建而成的科技公司，致力于研發(fā)、生產(chǎn)基于77/79GHz及高頻率段毫米波雷達(dá)的高級(jí)輔助駕駛（ADAS）和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。其最新推出的77GHz毫米波雷達(dá)代表了國(guó)內(nèi)車載雷達(dá)前沿研發(fā)水平和產(chǎn)業(yè)化工藝的77GHz毫米波雷達(dá)，已在江鈴、盛騰、鄭州海馬、一汽海馬、寶能汽車、上汽紅巖、東風(fēng)乘用車等多款國(guó)產(chǎn)乘用、商用整車平臺(tái)上量產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)BSD、FCW、ACC、AEB等高級(jí)輔助駕駛功能，可為中國(guó)的自動(dòng)駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。      經(jīng)過(guò)三年的高速發(fā)展，公司總部現(xiàn)落戶南京江北新區(qū)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)百余人，并在德國(guó)慕尼黑、上海、合肥等地設(shè)立了子公司，同時(shí)在安慶建成同時(shí)具備IATF16949、ISO45001、ISO14001三大認(rèn)證體系的生產(chǎn)基地，年產(chǎn)能達(dá)180萬(wàn)只。并與保隆汽車共同成立合資公司，深耕自動(dòng)駕駛感知領(lǐng)域，同時(shí)還是騰訊WECITY首批加速器成員、英偉達(dá)初創(chuàng)加速計(jì)劃成員，已成為集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)于一體的高科技企業(yè)集團(tuán)。      目前，楚航科技旗下?lián)碛心暇┏娇萍加邢薰尽矐c楚航電子科技有限公司、合肥楚航科技發(fā)展有限公司、上海初斟智能科技有限公司四大板塊業(yè)務(wù)。未來(lái)，楚航科技還將在上海部署建設(shè)一個(gè)集研發(fā)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷服務(wù)為一體的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，對(duì)接更多車規(guī)級(jí)和消費(fèi)級(jí)平臺(tái)項(xiàng)目，將毫米波雷達(dá)更好地應(yīng)用在智慧交通、車路協(xié)同、智慧安防以及機(jī)器人自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。  

重慶步航科技有限公司是一家專注于運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及自動(dòng)化控制等前沿技術(shù)，針對(duì)教育行業(yè)信息化、校園物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等產(chǎn)品進(jìn)行自主研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)。 公司擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的管理團(tuán)隊(duì)、技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)、服務(wù)團(tuán)隊(duì)和完善的質(zhì)量管理體系。經(jīng)過(guò)多年的行業(yè)需求沉淀，自主研發(fā)生產(chǎn)的“實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)”“教室智能管理系統(tǒng)”“雙創(chuàng)空間智能管理”等教育行業(yè)信息化相關(guān)產(chǎn)品。其豐富的功能、穩(wěn)定的性能、獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及完善的售后服務(wù)深受國(guó)內(nèi)眾多用戶的認(rèn)可與好評(píng)，成為各類院校的首選。

北京大學(xué)工學(xué)院研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)努力，在面向區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)和作業(yè)的高載荷無(wú)人自主飛艇平臺(tái)的研究基礎(chǔ)上，在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，研制出了無(wú)人自主飛艇。該飛艇艇長(zhǎng)17+0.2m，艇寬7.5m， 有效載重110kg，為三橢球異形結(jié)構(gòu)，內(nèi)置附氣囊， 尾部為十字動(dòng)力尾翼，動(dòng)力系統(tǒng)采用雙螺旋漿油電混合動(dòng)力系統(tǒng)。

從決策管理、信息中心、教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)等層面進(jìn)行多維度分析，為校領(lǐng)導(dǎo)提供全校的可視化數(shù)據(jù)分析。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 近二十年來(lái),機(jī)器人技術(shù)發(fā)展非常迅速,各種用途的機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域廣泛獲得 應(yīng)用。但我國(guó)在機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面與工業(yè)化國(guó)家相比還有一定的差距,因此 研究和設(shè)計(jì)各種用途機(jī)器人的應(yīng)用是很有現(xiàn)實(shí)意義的。 成果簡(jiǎn)介：本項(xiàng)目涉及的智能搬運(yùn)車，是一類綜合了機(jī)械制造、電子信息、計(jì)算 機(jī)技術(shù)、人工智能科學(xué)等多門學(xué)科于一身的高新產(chǎn)品，主要用于智能車間產(chǎn)品物 流配送。 項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)： （1）自動(dòng)化程度高； （2）充電自動(dòng)化； （3）美觀，提高觀賞度，從而提高企業(yè)的形象。 （4）方便，減少占地面積；生產(chǎn)車間的 AGV 小車可以在各個(gè)車間穿梭往復(fù)。 高速的物料傳送功能，是搬運(yùn)機(jī)器人保證自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，對(duì)提 高生產(chǎn)效率有至關(guān)重要的作用。搬運(yùn)機(jī)器人可以做到物料庫(kù)與目的地間的高速往 返，各動(dòng)作間緊密結(jié)合，有條不紊，特別是在連續(xù)搬運(yùn)和傳送時(shí)具有良好的實(shí)時(shí) 性。 成果水平：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，均有多項(xiàng)專利技術(shù)應(yīng)用范圍：工廠、購(gòu)物中心、辦公場(chǎng)所等服務(wù)行業(yè)。 項(xiàng)目成熟度：該技術(shù)目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，天津成立公司，20 余人，目前公司訂單充 足，每個(gè)月 10 臺(tái)左右訂單，現(xiàn)在處于融資擴(kuò)大生產(chǎn)階段。 合作方式：面議

當(dāng)前光纖通道(Fibre Channel：FC) 以其高速率和高可靠性在航空電子環(huán)境得到了廣泛的應(yīng)用，一個(gè)典型的戰(zhàn)機(jī)航電系統(tǒng)如下圖所示： 為研究航電系統(tǒng)的性能，經(jīng)常需要搭建地面仿真平臺(tái)進(jìn)行預(yù)先的評(píng)測(cè)。對(duì)應(yīng)上圖所示，我們可以搭建如下的地面仿真系統(tǒng)： 該系統(tǒng)包括自研制的： FC-AE仿真接點(diǎn)卡、FC-AE協(xié)議分析/監(jiān)控卡、 FC-AE故障注入卡、 FC-AE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、FC-AE 數(shù)據(jù)監(jiān)控記錄分析儀。上述五項(xiàng)設(shè)備可以獨(dú)立使用，也可部分或全部聯(lián)合構(gòu)成航電地面仿真測(cè)試平臺(tái)使用。