參考-2014年創(chuàng)新立項申請書-迎賓機器人

1、大學生創(chuàng)新訓練項目立項申請書項目編號: 項目類別：目標導向類 自主探索類 校企合作類 滾動支持類項目名稱: 迎賓機器人 項目名稱（英文）： Welcome Robot 項目依托學院： 數(shù)字媒體與設計藝術學院 項目負責人： XXX 聯(lián)系電話： XXX E-mail： XXX 指導教師： XXX E-mail：XXX 起止年月： 2014年6月-2015年5月 填報時間：2014 年 5 月 14 日填寫說明1、 本申請書所列各項內(nèi)容均須實事求是，認真填寫，表達明確嚴謹，簡明扼要。2、 申請書首頁只填寫項目負責人，“項目編號”一欄不用填寫。3、 申請書為大16開本（A4），左側裝訂成冊?？稍诰W(wǎng)上下

2、載、自行復印或加頁，但格式、內(nèi)容、大小均須與原件一致。4、 負責人所在學院認真審核后，簽署意見后，將申請書（一式兩份）報 送教務處實踐科。一、基本情況項目名稱迎賓機器人項目來源指導教師科研項目 自主探索類項目 企業(yè)需求項目申報級別國家級 北京市級 校級項目負責人學號所在學院數(shù)字媒體與設計藝術聯(lián)系電話班級郵箱指導教師職稱所在學院數(shù)字媒體與設計藝術學院聯(lián)系電話郵箱項目性質(zhì)硬件 軟硬結合 軟件 理論分析項目研究領域圖像識別 物聯(lián)網(wǎng)應用 移動互聯(lián)網(wǎng) 機電設計 人機交互 軟件設計經(jīng)濟管理 網(wǎng)絡應用 創(chuàng)意設計 理論研究 其他：_項目來源教師擬定的題目 自擬題目 企業(yè)提供的題目項目成員基本信息姓名性別所在學

3、院所在專業(yè)班級學號聯(lián)系方式（電話、郵箱）男數(shù)字媒體與設計藝術工業(yè)設計XXX男計算機學院計算機科學與技術XXX男自動化學院自動化XXX女電子工程學院光信息科學與技術專業(yè)XXX團隊主要成員介紹主要包括下面內(nèi)容： 簡述每位成員的專業(yè)知識的掌握情況和專業(yè)特長 項目經(jīng)歷可以涉及大學及中學的經(jīng)歷,如競賽情況、業(yè)余愛好等 主要專業(yè)基礎課的成績，如數(shù)學、物理、電路等 相關開發(fā)實力 成員分工XXX：現(xiàn)就讀于北京郵電大學數(shù)字媒體學院工業(yè)設計專業(yè)，有扎實的設計基礎和豐富的設計經(jīng)驗，喜愛也擅長工業(yè)設計的工作。曾經(jīng)參加過太湖工業(yè)設計獎,為北郵大創(chuàng)基地進行室內(nèi)布置設計。參與過多個項目如路由器、kinect監(jiān)控硬件等，并在

4、這些項目中擔任工業(yè)設計的工作。同時參加過”瓦楞板家具”創(chuàng)新設計、木質(zhì)玩具等多個創(chuàng)新課題。主要專業(yè)的基礎課成績?yōu)椋汗I(yè)設計導論94分；高等數(shù)學88分；大學物理 85分；綜合成績排在專業(yè)前十。在該項目中，主要負責外觀設計、交互設計、機械設計等工業(yè)設計的部分工作,并且通過克服困難,可以得到進一步的提升。在團隊中的主要任務為外觀設計、機械設計、交互設計并且統(tǒng)籌規(guī)劃。XXX：現(xiàn)就讀于數(shù)字媒體與設計藝術學院工業(yè)設計專業(yè)。熱衷于創(chuàng)意設計，并將其付諸實踐。對設計概念有充分的見解，能夠承擔該設計工作。曾經(jīng)參加電視體育的研究，對用戶體驗方面有豐富的經(jīng)驗。對某些設計領域進行過深入的研究和探索，并能充分發(fā)揮運用。主要

5、專業(yè)的XXX成績?yōu)椋汗I(yè)設計導論90分；高等數(shù)學85分；大學物理86分。在該項目中，主要負責外觀設計、交互設計、機械設計等工業(yè)設計的部分工作。面對一個對于自身而言全新領域的設計挑戰(zhàn)，將會對自身的設計理念實現(xiàn)進一步的沉淀。在團隊中的主要任務為機械外觀輔助設計，建模。XXX：現(xiàn)就讀于北京郵電大學計算機學院，計算機科學與技術專業(yè)。對專業(yè)課熟練掌握并有較強的運用能力。熟悉C和C+語言，對計算機充滿熱情和興趣，編程基礎扎實，累計代碼量達到10000多行。曾與同學合作完成“電梯系統(tǒng)”的設計與圖形界面的實現(xiàn)。在數(shù)據(jù)結構課程設計項目中，現(xiàn)已實現(xiàn)“模擬編輯器”的詳細設計和部分功能實現(xiàn)，已可以實現(xiàn)對文本的相應處理

6、。熟練運用visualstudio等編程工具。主要專業(yè)的基礎課成績?yōu)? 程序設計課程設計 93，面向對象程序設計與實踐（C+）90;高數(shù)85;物理86;學習能力強，善于思考和解決問題，通過新技術的學習，將會進一步提升自己的專業(yè)水平。在團隊中的主要任務為編程，軟件構架。XXX: 自動化院機械工程及自動化專業(yè)，本科二年級。經(jīng)過近兩年的基礎知識學習，學習成績比較好，現(xiàn)在基本掌握了機械設計，繪制三維工程圖，單片機的簡單應用等。一直想把學到的理論知識運用到實際中，很高興有這個大創(chuàng)項目給我這個機會。我定會努力完成，并通過它鞏理論知識，提升實踐能力。 在團隊中負責機械的機構設計工作.XXX: 喜愛機器人方向

7、的實踐, 在大一，大二學習中，對不同功能電路的分析與設計有初步的理解和掌握；同時，在物理實驗，信號與系統(tǒng)實驗，電子測量與電子電路實驗，高頻電路實驗，數(shù)字電路實驗的層層遞進中，對實際電路搭建，測量和分析有深入的體會，并從中初步掌握了Pspice，Quartus ii仿真軟件的應用技能；此外，在C語言，C+語言，數(shù)據(jù)結構以及計算機實習中自學visual studio平臺的visual basic語言這一系列學習過程中，對面向過程，面向對象，圖形化界面編程均有一定經(jīng)驗；而選修微機繪圖軟件Auto CAD，Matlab在信號與系統(tǒng)中的應用，使得對計算機輔助設計有較好的掌握。自2013年11月，到201

8、4年4月，參加了智能車競賽，為K60平臺的電磁組設計。主要擔任硬件部分工作，掌握較好的電路焊接技能，并學習了Altrium軟件，對PCB設計有一定了解?；A課程成績?yōu)?高數(shù)89;大物93;電路分析93;在團隊內(nèi)主要負責控制、電路、傳感工作.指導教師承擔科研課題情況承擔面向裝配結構的自組織機理與智能設計研究 、基于信息覓食理論的用戶行為和信息推薦算法研究、xxx信息系統(tǒng)人機交互及界面設計研究等國家自然基金面上項目以及863、教育部博士點基金以及軍工等多項科研項目指導教師對本項目支持情況 項目構思來歷 目的、意義等 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài) 如果有同類產(chǎn)品，做同類項目分析 需求分析（一） 項目創(chuàng)意

9、來歷及項目意義項目創(chuàng)意來歷 三代機器人存在動作不流暢、外觀不突出、交互設計不成熟、外圍功能不完善等不足，需要在堅持迎賓效果的基礎上進行相應改進。在完善原本的彎腰、握手、指路、語音等基本迎賓功能的基礎上，迎賓機器人需要實現(xiàn)舞蹈等高難度、更人性化的動作，才能使迎賓機器人更加具有迎賓的魅力。迎賓帶來的另一方面則是視覺的享受，外形和體態(tài)儀表則顯得尤為重要。為了將迎賓的效果加強，在迎賓上深入研究，便會得出帶給人“賓至如歸”的感受，因此將語音功能擴展到方言范圍，便會勾起大部分人家鄉(xiāng)的回憶。同時，為了賦予迎賓機器人實用性的功能，使其能發(fā)揮一定的商業(yè)價值，則將迎賓過程利用在記錄入場人數(shù)的功能上，達到一舉兩得的

10、目的。項目意義 迎賓機器人是能夠活躍會場氣氛的重要部分，達到很好的宣傳效果，用高科技實現(xiàn)的親民的設計，會使人們的人機交互的參與度與積極度上升。用機器設備代替人工進行循環(huán)重復、耗時、繁瑣的工作，可以解放人力，并且達到比人工操作更耐久、更精確和降低人工操作帶來的不可控因素的效果。充分的將記錄入場人數(shù)的技術性過程與迎賓的過程相結合，將記錄入場人數(shù)的硬件設備與迎賓機器人相結合，一舉兩得，做到省時也省空間，這也是技術和設計完美結合的一種體現(xiàn)。（二） 項目研究主要內(nèi)容項目主要內(nèi)容 對前三代迎賓機器人的外形、內(nèi)部機械結構和外圍輔助功能進行優(yōu)化升級，并且增強現(xiàn)統(tǒng)計入場人數(shù)的精度。實現(xiàn)機器人更高難度、更人性化的

11、肢體動作，如舞蹈。優(yōu)化先前測控技術，使機器人的動作觸發(fā)點更加靈敏。最后通過設計將其包裝，達到更出色的視覺效果。要解決的問題 1、機器人動作的單一問題和流暢性問題。 2、外表儀態(tài)并不突出，外表達不到出色的視覺效果。 3、由于機械等各方面原因，帶給賓客的用戶體驗不好，而且其交互性弱。 4、機器人行為的觸發(fā)點的控制不靈敏、應對各種環(huán)境條件的能力弱。解決方案 通過對機械結構進行再設計，加強嚴密性和精確性，使機器人動作更加流暢自然；深入研究測控技術，借鑒其他相關領域的測控實例，實現(xiàn)更靈敏的傳感、更精確的控制。通過總結搜集達到出色視覺效果的元素，基于這些元素進行外觀的再設計，實現(xiàn)精美的包裝。研究方法 1、

12、文獻研究法利用學校網(wǎng)絡圖書館資源廣泛瀏覽國內(nèi)外相關研究的論文，通過查找，研究已有的測控技術和機械組織結構，并且對其進行改進與調(diào)整，使其能應用到迎賓機器人上，達到預期效果。二、立項依據(jù)傳送數(shù)據(jù)至后臺服務器第二組是否被激發(fā)是是測控系統(tǒng)對到場人數(shù)計數(shù)控制機器人語音功能和舞蹈功能控制機器人彎腰和問好系統(tǒng)開機第一組是否被激發(fā) 2、探索性研究法現(xiàn)在國內(nèi)機械電機一方面的技術已經(jīng)取得一部分成績，但將其運用在機器人上的技術還未十分成熟。我們通過研究人體骨骼關節(jié)的特點、利用人機工程學結合機械電機傳動裝置，完成機器人一些列人性化的肢體動作。 3、實驗法 通過不斷的調(diào)試和改進機械的結構和傳動組織，在實際操作中找到合適

13、的組裝模式。通過模擬實驗等各類方法尋找骨骼結構和機械裝置結合的最佳吻合點。在編寫技術實現(xiàn)特定算法時，我們采用縮小領域，循序漸進的方法進行探索性算法創(chuàng)新。首先劃定一個較小的研究范圍進行算法的研究、開發(fā)和測試，取得一定的成果的基礎上逐步擴大研究范圍，在不斷遇到新問題和解決問題的過程中加深對整個問題領域的理解，逐步找到更好的解決方案。算法開發(fā)上，我們將任務拆分為互不依賴的部分，分別由各小組成員負責，并行開發(fā)，避免人力的浪費。同時我們會對算法開發(fā)提供完善的框架支持，實現(xiàn)算法原型的高速迭代，有限的時間內(nèi)探索和驗證更多的可行思路。架構設計（三） 項目創(chuàng)新點與項目特色（建議200字左右）1、 通過設計包裝，

14、使迎賓機器人達到出色的視覺效果。2、 迎賓機器人不僅能做到基本的彎腰問好等基本的迎賓動作，還可以完成舞蹈等更高難度、更人性化的肢體動作。3、 入場人數(shù)統(tǒng)計過程與迎賓過程的結合，使工作流程更加高效、精確。（四） 系統(tǒng)方案和技術路線技術關鍵1、機器人外觀組任務數(shù)據(jù)信息采集及機器人外形制作，外形制作要達到預期的視覺效果，則就要深入探究很多的外觀細節(jié)。2、機器人機械動作的流暢實現(xiàn)：實現(xiàn)何種功能；功能實現(xiàn)所需動作的機械設計；動作的流暢展示。3、機械動作實現(xiàn)的嚴格控制：所需感應觸發(fā)裝置；觸發(fā)裝置的放置和設計；感應的靈敏程度及控制技術。4、 通過感應器等實現(xiàn)到場人數(shù)統(tǒng)計： 監(jiān)控硬件裝置；數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)顯

15、示裝置設計思路1.機械部分: 原有迎賓機器人外觀部分是人形,面部為仿制人臉。其功能主要是感應人員進入,鞠躬問好。機器人的手臂: 使機器人的手臂可以進行移動,讓機器人可以做出伸手、指引等簡單的動作.結合原有的鞠躬動作,能更好的進行歡迎。 機器人的移動: 根據(jù)需求研究機器人是否需要在一定范圍內(nèi)有移動的能力?？蛇x方式有履帶、輪等。2.傳感和軟件方面: 原有機器人通過感應器可以感知到有人進入會展,并作出相應動作，并通過人數(shù)計數(shù)監(jiān)控硬件設備進行計數(shù)操作3.在保持原有的感應人員進入的功能下,通過識別人員信息,更個性化的對來賓進行歡迎，例如舞蹈和方言語音功能。功能概述（包括子模塊的功能）1、 動作實現(xiàn)：輸入

16、設備-數(shù)據(jù)的采集；數(shù)據(jù)處理中樞-數(shù)據(jù)處理與信號轉化及傳輸；機械結構相應信號指令做出相應動作；2、 監(jiān)控硬件設施采集人員已到場的信息；數(shù)據(jù)處理中樞分析整理數(shù)據(jù)；顯示終端對處理過后的書籍進行顯示。技術架構1、動作實現(xiàn)：輸入設備利用傳感器感知到入會者的到來，信息傳送至控電裝置，控電裝置控制手臂或部進行一系列的動作操作；2、人數(shù)統(tǒng)計程序：通過外部監(jiān)控硬件設施對人員到場信息采集，將數(shù)據(jù)傳至后臺處理中樞，利用程序對數(shù)據(jù)進行處理和計算，在通過硬件設施將處理后的結果顯示出來。技術亮點1、通過設計，機器人的外形將會有出色的視覺效果。2、針對機器人外形設計的專屬動作能展現(xiàn)角色特點，并使機器人更加豐富有趣。使用軟件

17、和開發(fā)測試環(huán)境開發(fā)軟件：鑒于其為在基本硬件和宿主軟件的基礎上，為支持系統(tǒng)軟件和應用軟件的工程化開發(fā)和維護而使用的一組軟件，為了使得在Wins系統(tǒng)下盡量減少兼容問題，故采用Microsoft Visual C+6.0作為軟件開發(fā)環(huán)境。其他軟件：Proe，Photoshop，Solidworks等軟件。開發(fā)難度1.難度在于選擇正確的編程語言，使得硬件與軟件在接合上存在盡量少的兼容問題；2.難度在于機械結構的設計和實現(xiàn)，以保證機器人動作更加流暢和人性化；3.難度在于對原有控制電路的測試與改良，提高控制的靈敏度和反應速度。（五）項目進度安排（六）已有基礎已取得的相關研究積累和已取得的成績在前三代機器人

18、制作的基礎上，已有一定的研究和開發(fā)成果供參考。針對現(xiàn)有機器人外形、功能，有進一步改進的愿望。對前代機器人的整體架構做了全面了解，各部分知識都在學習中，并已獲得去年后臺代碼進行研究。不斷的調(diào)試和改進，使動作更加穩(wěn)固，圖片匹配更加準確解決關鍵技術難題，實現(xiàn)預期計劃目標得出最初實現(xiàn)模型構，逐步完成各部分的制作聯(lián)系廠家進行簡單部件的加工制造，深入學習技術確定方案、搭建整體架構、主要學習相關技術，期間進行相關技術的交流121110987654321已具備的研究條件1、團隊內(nèi)專業(yè)種類多樣，團隊成員各有擅長的部分，并且分工明確，涉及到的各專業(yè)領域都有直屬本專業(yè)的成員，且都對專業(yè)知識熟練掌握并運用。2、項目工

19、作處有：大學生創(chuàng)新基地、專業(yè)教室、指導教師科研辦公室等，且都備有項目實踐的必備品，并且都提供有無線網(wǎng)絡。尚缺少的研究條件后臺編程技術仍有缺乏；零件加工工藝水平達不到預期標準。解決辦法深入學習和挖掘后臺技術的同時思考更好的展現(xiàn)形式；選擇加工工藝精良的進口零件或是國內(nèi)加工零件工藝較高的廠家進行加工。（七）預期成果達到的技術指標編號成果形式 具體介紹 達到的技術指標01實物1個迎賓機器人能實現(xiàn)預期彎腰、握手、問好等簡單迎賓動作和舞蹈等高難度動作。實現(xiàn)統(tǒng)計參觀人數(shù)的功能。02論文詳細研究報告一份介紹機器人原理、關鍵技術、示意圖和外形設計亮點。三、經(jīng)費概算（單位：元）（一）項目總經(jīng)費： XXX元（二）經(jīng)費分項預算：需附北京郵電大學大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目經(jīng)費預算表四、成員分工姓名項目前期調(diào)研學習情況任務分工預期投入精力簽字XXX往屆成果調(diào)研及技術入門資料提供交互設計、機械設計、