智能佳-E-PUCK2分布式单体智能集群协作机器人

E-PUCK2群体智能协作系统介绍

E-PUCK 2.0（伊普克）嵌入式机器人是由瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL )开发小型移动式机器人，已在国内外上百所高校和研究院在使用，例如斯坦福、剑桥大学、苏黎世联邦理工学院、清华大学、北京大学、国防科技大学等，并有很多研究成果发表在IEEE、FreeCheck等核心期刊中。

随着科技的发展，单体智能机器人已经不能满足不断提高的控制系统性能需求，多智能体机器人协同控制以其更好的智能性和自适应等优势，逐渐成为机器人控制领域的研究热点。分布式控制是一种去中心化的多智能体协同的系统设计方法，在适应复杂环境的能力、提高系统的工作效率等方面都具有重要的理论和实际意义。

E-PUCK分布式群体智能特点

E-PUCK2.3分布式群体智能协同系统架构

上位机：作为辅助调试设备负责远程监听所有机器人的信息，用于数据统计与分析，优化集群算法；
无线通信系统：负责上位机与机器人建立无线连接，给机器人发送起始信号，实时接收机器人状态信息等；
驱动控制层：负责机器人运动、状态显示和传感器数据采集等功能；
核心算法层：负责采集机器人运动控制层和通信层传回来的信息，通过进行数据分析与处理，进行复杂运算以及处理交互信息；
信息交互层：机器人彼此之间通过12组红外传感器实现与邻域机器人的通信，获得与邻域机器人的距离与方位信息；
视觉处理层：采集机器人周围图像信息，可以识别机器人或障碍物，以及进行场地边界识别等信息；
通过鲁棒四边形分布式网格定位法和信标定位法，所有机器人具有一致的共享坐标系，各个机器人在此坐标系内通过局部感知、自主决策、相互协调等完成特定任务。

群智能研究主要课题及方向

智能蚁群算法	人员自然流动算法	群居活动聚类算法
仿生机器人学优化算法	自主决策与远程控制算法	病毒传播模型算法
人工神经网络算法验证	粒子群优化算法	多机器人协同合作算法

E-PUCK2.3自主机器人介绍

通过提升E-PUCK2.0机器人配置，增加PI-puck核心控制板、红外测距模块以及360°环视摄像头，使得机器人具有强大的计算能力、近距离彼此位置感应能力、距离探测能力以及身份识别能力，为实现大规模分布式集群控制究提供硬件基础，可完成多机器人之间的编队与避碰控制。

核心控制板配有树莓派zero w可以运行Linux操作系统，提升E-puck2机器人算力，可以验证神经网络算法研发。

技术参数：

采用树莓派Zero W核心处理器；	配有16G micro SD；
内置标准的Linux运行系统；	2个RGB LED状态指示灯；
1个数字麦克风；	1个1W扬声器；
支持充电墙自动充电和USB充电；	6个I2C接口、2个ADC输入接口；

该模块包括12对红外发射与接收传感器，MAX感应距离可达80cm，可以在没有其他集中控制或外部定位设备控制的情况下，实现机器人对四周有效通信范围内的角度、距离感知，以及彼此信息交互。

技术参数：

采用MicroChip dsPIC33F系列核心处理器；	12对红外发射/接收传感器；
红外模块角度分配约30°；	MAX 测距范围约80cm；
支持I2C和RS232两种通讯模式；	电压范围：2.5 V至6 V；
1个TV Remote 接收器；	1个档位选择开关；

技术参数：

VGA 彩色摄像头；	360°环视抛物面镜；
最高支持1080P 30fps；	兼容Pi-puck连接树莓派Zero W；
支持OpenCV图像处理、斑点、颜色和光线检测。

提供技术资料

提供机器人端与群体智能协作系统的通信协议。

提供机器人模块目标速度控制接口

提供机器人模块目标角度控制接口

提供机器人单体避障算法与demo

提供机器人群体队列保持算法demo

提供机器人跟随算法demo

协同感知算法demo

产品配置清单

备注：可根据实验内容增减机器人数量！

群体智能实验案例

国内部分应用学校

最新参考文献

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