具身机器人创新设计平台（增强版）GX-MAT-09S

传感器配置

平台集成具身机器人常用的多模态传感器，可完成环境感知、语音交互、导航与巡线等任务，为复合机器人搭建提供完整输入通道。

• AI 视觉摄像头
• 单目摄像模组
• AI 语音识别模块
• 姿态 IMU 传感器
• 避障/巡线传感器阵列
• 导航级激光雷达

控制器配置

控制系统采用 Arduino + STM32 + 地平线 RDK X5 三层架构：Arduino 提供丰富的 IO 接口与图形化/C++ 快速入门，STM32F407 适合专业单片机深入开发与嵌入式工程实践，RDK X5 预装 Ubuntu + ROS，搭载 10 TOPS 边缘 AI 算力，可运行 SLAM、视觉感知、具身大模型等高阶应用。三者协同，满足从基础教学到机器人科研的全流程需求。

软件配置

提供 Arduino IDE、STM32 开发环境、Ubuntu/ROS 工具链及配套示例，支持从硬件驱动到 AI/ROS 的全栈实践。

兼容主流开源框架与工具，包括 Arduino 库、HAL/FreeRTOS、ROS/MoveIt、OpenCV、YOLO、语音识别 SDK 等，可快速对接教学与科研资源。

电机综合项目

聚焦直流电机与舵机控制，结合编码器与 PID 算法完成精准调速。

• 控制直流电机：掌握直流电机的数字控制与驱动要点。
• 控制编码直流电机：采集编码器数据，理解 PID 原理，实现速度闭环控制。
• Servo 控制舵机：使用 myservo.attach()/write() 完成舵机角度控制。

传感器项目

涵盖 TTL、巡线、超声、陀螺仪、语音识别与 AI 视觉等常用传感器。

• TTL 传感器实验：掌握 TTL 传感器参数读取方法。
• 四路巡线传感器：实现机器人循迹控制。
• 超声测距传感器：理解测距算法并完成环境自适应调试。
• 陀螺仪传感器：使用 MPU6050.cpp 获取姿态信息。
• 语音识别传感器：调用 HBR640.h 完成语音识别与指令触发。
• AI 视觉传感器：掌握摄像头视频显示与 AI 视觉推理流程。

嵌入式项目

围绕 Ubuntu + Python 开发，训练 GPIO、传感器数据处理、多线程与 Web 联调。

• 系统基础入门：安装配置 Ubuntu，掌握 SSH 登录与文件系统管理命令。
• GPIO 接口控制：用 Python 控制 GPIO，实现 LED 与按键交互，熟悉标准库调用。
• 传感器数据采集：连接多类传感器，读取并处理数据，结合 GUI 展示与滤波校准。
• 网络通信与 Web 服务器：编写 Socket 通信，搭建简易 Web 服务实现数据交互。
• 多线程实现：使用 threading 模块完成多线程采集与处理，掌握同步与互斥。

机器视觉项目

依托 RDK X5 与摄像头模块，完成颜色、形状、二维码、云台追踪等应用开发。

• 视觉颜色识别：使用 OpenCV 进行颜色空间转换，完成分拣/追踪示例。
• 视觉形状识别：通过边缘检测与轮廓提取实现形状分类。
• 视觉二维码识别：基于 OpenCV/zbar 完成二维码解码与信息处理。
• 云台追踪几何图形：搭建云台系统，识别并跟踪特定几何图形实现闭环控制。
• 机器人追踪彩色目标：识别彩色目标并驱动移动平台实现自主跟随。
• 人脸识别：使用 OpenCV/dlib 进行人脸检测、特征提取与识别应用。
• 视觉巡线：编写视觉算法识别地面轨迹，实现视觉循迹。
• YOLO 部署：部署 YOLO 模型完成实时目标检测与分类。
• 数据集标注：使用 LabelImg/RectLabel 创建并管理自定义视觉数据集。
• 水果识别：在 RDK X5 上部署深度学习模型，完成实时水果识别。
• 机械臂识别搬运：结合视觉识别与机械臂控制，实现自动化抓取搬运。

底盘机器人项目

覆盖差速、全向、福来、麦轮、转向等多种底盘的装配、驱动与里程控制。

• 双驱差速三轮底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 后双驱四轮差速底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 双驱六轮差速底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 三轮福来轮底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 四驱四轮差速底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 四轮福来轮全向底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 四轮麦轮全向底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 四驱福麦全向底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制
• 四驱独立转向底盘设计：底盘组装、驱动控制、里程控制

机械臂项目

从串联机械臂到 SCARA 与双臂系统，完成机构搭建与运动学控制。

• 串联四自由度机械臂设计：组装、驱动控制、运动学控制
• 串联五自由度机械臂设计：组装、驱动控制、运动学控制
• 串联六轴机械臂设计：组装、驱动控制、运动学控制
• SCARA 机械臂设计：组装、驱动控制、运动学控制
• 双臂机器人设计：双臂组装、驱动控制、运动学控制
• 升降双臂机器人设计：升降双臂组装、控制、运动学调试

复合机器人项目

基于不同底盘组合机械臂，快速构建具身复合机器人应用。

• 双驱差速三轮复合机器人：云台、SCARA、六轴等多类型复合形态
• 双驱四轮差速复合机器人：云台、四/五/六轴、双臂、双臂升降等组合
• 双驱六轮差速复合机器人：云台、四/五/六轴、SCARA、双臂、双臂升降
• 三轮全向复合机器人：云台、四/五/六轴、SCARA、双臂、双臂升降
• 四驱差速复合机器人：云台、四/五/六轴、SCARA、双臂、双臂升降
• 四轮全向复合机器人：云台、四/五/六轴、SCARA、双臂、双臂升降
• 四轮转向复合机器人：云台、四轴、SCARA 三种方案

机器人操作系统 ROS

面向 ROS 入门、功能包开发与 MoveIt 仿真，强化机器人软件能力。

• 体验 ROS 运行实验：理解文件结构，控制仿真小乌龟与移动机器人。
• 构建/移植 ROS 功能包：创建功能包、配置环境，并实现键盘控制移动机器人。
• URDF 仿真与 MoveIt 控制：构建 URDF 模型并在 Rviz 显示，结合 MoveIt 实现机械臂运动学控制。

移动机器人导航与定位

涵盖 Catgrapher、Hector、Gmapping 全流程导航建图实践。

• 快速导航体验：按流程操作 Catgrapher、Hector、Gmapping 并对比适用场景。
• Catgrapher 构建地图：讲解原理、拆解功能包、配置与全参调试。
• Hector 构建地图：拆解架构、配置参数、完成全参调试。
• Gmapping 构建地图：掌握原理、配置流程，完成全参调试与地图生成。