基于E-PUCK2的群体协作系统

系统简介
    桌面型轮式群体智能协作系统由高频投影系统、无线通讯控制系统、群体智能决策软件系统、机器人系统四大部分。

    微型轮式机器人可以在有限的空间内进行大数量智能机器人群体协作实验，凭其在任务适用性、经济性、稳定性、可拓展性、软件开放性强等有极大的优越性，在有限的空间内数量(MAX)的融入智能机器人进行群体协作，可实现在已知环境下的任务动态分配和再分配研究，任务预测与任务分解研究，以及异构大规模系统和复杂任务分配研究、开放式群体智能研究和多智能体自主协同研究等具有巨大优势。机器人虽然体积小，但配有多种先进的传感器，例如：彩色摄像头、WiFi、蓝牙、红外传感器、USB数据口、IMU、麦克风、扬声器、LED灯等，光电接收模块包含智能定位和智能组网两部分，实现在高频投影下的位置感知和无线组网通信。机器人内置标准的Linux运行系统，提供标准C/C++语言开发环境。并具有嵌入式操作系统的SDK软件开发工具，支持基于机器人本体和多机器人协作操作系统的二次开发功能。该系统为群体智能研究提供模拟仿真平台，为群体智能算法验证与推广应用提供实际案例和数据支撑。

★ E-PUCK2传感器配置：彩色摄像头、WiFi、蓝牙、红外传感器、USB数据口、IMU、麦克风、扬声器、LED灯等；



多机器人实验平台四个部分


机器人是实验控制对象，是算法实现的载体；高频投影定位系统是机器人位置感知与定位的主要系统，通过高频光谱机器人得到位置、朝向、速度等数据信息；无线通讯控制系统负责上位机和机器人之间的通讯，连接数据的菜鸡和数据的发送，使整个系统成为一个闭环。群体智能决策软件系统相当于整个系统的大脑，可以实现多智能体协作仿真，机器人路径规划、群体协同等实物验证的软件平台。

系统功能
    群体协作开发系统主要是为学校和科研机构提供前期教学与科研实例，协助学校尽快完成多机器人协作开发及算法的验证，主要包含行为决策的仿真、机器人路径规划、机器人状态显示等。该软件基于高频投影定位技术，实现机器人间通讯管理和信息交互。

    该套系统分为应用层、仿真层、服务层、通信层四部分。应用层提供应用函数接口和算法接口，并且提供三种协作案例（图形模式、手绘模式、跟随模式），仿真层含机器人轨迹规划、节点的新增、删除、目标点设置等。服务层包含软件系统获取机器人本体的位置和状态。通讯层包含软件系统与中继接收模块之间的通信。


基于高频投影定位群体协作软件开发框架图

群体智能和群体协同课题与研究
应用领域及场景：
 

群智能研究主要方向:


系统架构与功能

群体协作开发系统主要是为学校和科研机构提供前期教学与科研实例，协助学校尽快完成多机器人协作开发及算法的验证，主要包含行为决策的仿真、机器人路径规划、机器人状态显示等。该软件基于高频投影定位技术，实现机器人间通讯管理和信息交互。
★说明：根据需要可以增加无线充电模块，延长连续实验时长。



群体智能软件系统架构

E-PUCK 2机器人
E-PUCK 2为高端桌面型嵌入式机器人，可以在有限的空间内进行大数量智能机器人群体协作实验，凭其在任务适用性、经济性、稳定性、可拓展性、软件开放性强等有极大的优越性，可在已知环境下的任务动态分配和再分配研究，任务预测与任务分解研究，以及异构大规模系统和复杂任务分配研究等具有巨大优势。E-PUCK 2虽然体积小，但配有多种先进的传感器，例如：彩色摄像头、WiFi、蓝牙、红外传感器、USB数据口、IMU、麦克风、扬声器、LED灯等，机器人内置标准的Linux运行系统，提供标准C/C++语言开发环境。



SP-puck核心控制器（可选配件）
基于E-puck2机器人扩展板与高频投影仪光电接收板的融合体，可以实现分布式算法运用、控制E-puck2机器人、光电接收、射频通信以及其他运用开发。



测距模块（可选配件）
该模块通过12对红外发射与接收模块可实现机器人的定位及通讯，而无需其他任何集中控制或任何外部设备参与。



PI-puck 扩展板（可选配件）
E-PUCK2.0扩展板。E-puck升级版上系统为Linux，并且带有树莓派 Zero W。与e-puck版本1和2兼容。



全局摄像头V3（可选配件）
E-PUCK2.0扩展板。E-puck升级版上系统为Linux，并且带有树莓派 Zero W。与e-puck版本1和2兼容。



RGB显示板（可选配件）


高频定位及通讯系统（可选配件）



中继接收板（可选配件）
中继接收板是单体智能硬件模块的管理者，它能够实时查看同一频段的单体智能协作模块的状态，下发一些设置命令，它包含管理决策和智能组网两部分。管理决策对第三方设备硬件上提供USB接口，软件上提供相应的查询、连接、组网等函数接口。智能组网硬件功能与单体智能协作硬件系统保持一致。



群体智能测试场地（可选配件）



群体智能开发软件系统（选配）
E-PUCK2机器人可以根据研究课题需要完成相应的追捕实验、围捕实验、协同逃生实验等，为了跟好的配合学校完成各种实验，智能佳为其提供三种基础的协同实验案例和代码：



实验场景
为方便用户快速熟悉群体智能协作平台，直观展示群体智能的运用与开发内容，我们提供两种协作模式，以及复杂算法的二次开发底层代码：



视频观看：https://www.bilibili.com/video/BV1Cv411y7uL

实验室效果图



用户单位/ User unit


特别福利：已经具有该套系统的客户可以申请教育部产学合作项目！

2021年8月6日教育部高等教育司发布了关于公布产学合作协同育人项目申报指南通过企业名单（2021年7月）的通知。审议通过并形成了2021年7月产学合作协同育人项目申报指南。在教育部的指导下，北京智能佳科技有限公司以人工智能、机器人技术为核心申报三大类别项目，全部获批成功立项。