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ZL-01F型人工智能开发平台

本设备基于多维度人工智能(néng)学习实践平台,置身职业院校(中职、高职(zhí))学(xué)生角度,从(cóng)基础单独的 GPIO 扩展(zhǎn)开始学(xué)习过渡到传感器实验项(xiàng)目,如单个PWM舵机控制、LED控制、蜂鸣器(qì)控制、光电(diàn)传感器等全系列(liè)传感器控制,再进入OpenCV、机器(qì)人运动学、ROS机器(qì)人系统、AI视(shì)觉、AI 语音交互、激光雷(léi)达建(jiàn)图(tú)等学习,最后(hòu)进行多传感器(qì)系统工作的功(gōng)能场(chǎng)景(jǐng)实现,如颜色识别、颜色分拣(jiǎn)、目标追踪、智能码垛(duǒ)等多种Al视觉识别功能(néng),语音(yīn)唤醒、语音(yīn)控制等多种AI交(jiāo)互功能等,基(jī)于综合(hé)真实场景,真实项目的(de)工作过程,重点(diǎn)考察学生运用人(rén)工(gōng)智能手段,对于AI视觉、机器人运动学、地图构建、语音交(jiāo)互(hù)、图像识别、智能控制和监测的应用能力,作为选拔高素质技术技(jì)能型人才的依据。实现人工智(zhì)能平滑过渡学习(xí),从而学会人(rén)工智能(néng)开发。
该平台(tái)是(shì)对(duì)中职、高职学生人工智能(néng)与(yǔ)开发知(zhī)识(shí)和应用能力的(de)综(zōng)合(hé)检验,在(zài)一定程度上促(cù)进(jìn)了中职、高职院校相关专业及(jí)课程建(jiàn)设,促(cù)进学生综合应用能力和职业(yè)素质的同步提高,进一步提升职(zhí)业(yè)院校毕业生(shēng)的就业竞争力。

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功能特点

1)AI核心

基(jī)于(yú)树莓派强大的(de)Al计算能力,系统内核是一个小巧却功能强大(dà)的计算机,它可以让你并行运行(háng)多个神经网络、对象检测、分割和语音处理等(děng)应用程序, 系统(tǒng)搭载(zǎi)高性能Cortex-A72 64位四核(hé)处理器,2路micro-HDMI端口支持(chí)分辨率高达4K的双显示(shì)屏(píng),高达4Kp60的硬件视频解码(mǎ),高达8 GB的RAM,双频2.4/5.0 GHz无线局域(yù)网(wǎng),蓝牙5.0,千兆以太网,USB 3.0和PoE功能,带来足够的Al计算能力(lì),并支持(chí)一系列流行的(de)Al框架和算法,比(bǐ)如TensorFlow、Pytorch、caffe/caffe2、Keras、MXNET等。

2)系统框架与(yǔ)AI框架

系统预装Raspbian操(cāo)作系统,所有环境(jìng)代码(mǎ)库文件均已安装,开机即用(yòng)。Raspbian在云(yún)计(jì)算领域效率极高,特别(bié)适用于机器学习这样的存储密(mì)集型和计算密集(jí)型任务。提供详(xiáng)细的(de)python开(kāi)源范例程(chéng)序,

Python具有 简单、易学、免费、开(kāi)源、可移植、可扩展、可嵌(qiàn)入、面向对(duì)象(xiàng)等优点,它的(de)面向对象甚(shèn)至比Java和C#更彻底;多种AI框架:OpenCV计算机视觉库,TensorFlow AI框架(jià),Pytorch AI框架等。

3)基础GPIO与传感器实验基础实(shí)验模块

人工智能技术应用与开发平(píng)台基础GPIO与传(chuán)感器实验模块,包括:LED实验、继电器实验(yàn)、轻触开关按键实验、光敏传感器实验、火焰报警(jǐng)实(shí)验、触摸(mō)开关实(shí)验、直流(liú)电机风扇(shàn)模块实验、高精(jīng)度ADC采集实(shí)验等(děng)全系(xì)列传(chuán)感器。

4)AI视觉实验模块(kuài)

OpenCV( Open Source Capture Vision) 是一个免(miǎn)费的(de)计算机(jī)视觉库, 可通过处理图像和视频来完(wán)成各种(zhǒng)任务,比如显示摄像头(tóu)输(shū)入的信号(hào)以(yǐ)及让机器人识别现(xiàn)实生活中的物体。AI 视觉模块(kuài)以OpenCV为图像(xiàng)处理库,搭(dā)载高清120°广角摄(shè)像(xiàng)头(tóu),拥有(yǒu)第一视觉,可(kě)实现颜色识别、形状(zhuàng)识别、基(jī)于Pytorch的手势识别、AI人工(gōng)智能(néng)脸部特征识别等功能。

5)AI语音交(jiāo)互(hù)实验模块

AI语(yǔ)音交互(hù)实验模块(kuài)涉及语音识别和(hé)语音合成模(mó)块。语音(yīn)识别该(gāi)模(mó)块使用(yòng)方便,学生(shēng)无(wú)需深入了解语音识别原理(lǐ),通过IIC通信,即可识别语音,输出结果,可直接用于多种人机交互场景的开发实验中(zhōng)。语音合成模块(kuài)是一款可(kě)实现中文、英(yīng)文合成(chéng),并(bìng)集成语音(yīn)编码、解码功能,可实(shí)现音量调节(jiē)、智能语速、语调调节(jiē)等功能,模拟真人(rén)发音效果(guǒ),可(kě)助(zhù)力开(kāi)发者实现顺畅自然的智能语音交(jiāo)互体(tǐ)验。结(jié)合(hé)音识别(bié)模块(kuài)和语音合成模块,实现智能语(yǔ)音交互实验(yàn)、语音唤(huàn)醒实验、语音控制、语音识别播报(bào)等。

6)机(jī)器人运动学(xué)

机(jī)器(qì)人运动学分为正向(xiàng)运动学和逆向运动学,正向运动学(xué)即给定机械臂各(gè)关节角度,计(jì)算机器(qì)人(rén)末端位置;逆向运动学即已知机器人末端(duān)的位置,计算机械臂对(duì)应位置的(de)全部关节角度。本(běn)实验以6自由(yóu)度机械臂为控制对象,使用(yòng)逆运动学,根(gēn)据设置的目(mù)标位(wèi)置坐(zuò)标,计算出关节角度; 再将(jiāng)关节(jiē)角(jiǎo)度换(huàn)算成舵机脉宽,就可以实现机械臂末端移动到目标位置。实现单个PWM舵机控制、机械臂(bì)多轴联等功能(néng)。

7)ROS系统拓展模块

ROS机器人操作系(xì)统是工具、库和协议(yì)的集合,旨在简化(huà)机器人(rén)平台,构建复杂(zá)而强大的机器人(rén),该解决方案以流行(háng)的机器人操作系统ROS为软(ruǎn)件环境,以激光(guāng)雷达为(wéi)载体(tǐ),可开设ROS应(yīng)用软件(jiàn)开发(fā)、激光雷达(dá)传感器数据采集与融合(hé)、建图等内(nèi)容相关的各种(zhǒng)类(lèi)型的实验。具体涉(shè)及ROS激光雷达Gmapping,Hector,Karto,Cartographer等(děng)建图算法,实(shí)现建图、激光雷达警(jǐng)卫(wèi)等功(gōng)能。(8) 场景、多(duō)传感(gǎn)器器(qì)综合实验模(mó)块

通(tōng)过构建场景与(3)-(7)中AI视觉、AI语音(yīn)、机器人运动学、ROS激(jī)光雷达、全系列传感模块等相结构,实现场景、多传感(gǎn)器器综合实(shí)验。例如,a)颜(yán)色分拣:通过对目标(biāo)色块进(jìn)行颜色识别和坐标定位,可以轻松控制机械臂实现颜色识别、抓取、分拣。b)智能(néng)码垛:通过(guò)对(duì)目标物品进行(háng)识别和(hé)定位,可以轻松实现色块码垛的(de)功能。c)目标追踪:通过对目标色块进行视觉定位,利用机械臂的逆运动学算法,可以更好的(de)对目(mù)标色块进行捕捉和(hé)追踪。


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