12月17日至19日，由共青團中央、工業和信息化部共同主辦的2023年全國大學生機器人科技創新交流營暨機器人大賽終審決賽在山東省日照市舉辦。
昆明理工大學《面向工業現場的機器人快速標定系統》項目榮獲一等獎，為云南省高校本屆競賽獲得的唯一一項一等獎。此外，《基于數字孿生的上下料機械臂路徑規劃虛擬示教與實現》項目獲三等獎。
本屆競賽共設工業機器人、個人及家用服務機器人、公共服務機器人、特種機器人、其他應用領域機器人等5個賽道，共收到1017件參賽作品，分別來自全國30個省、自治區、直轄市及新疆生產建設兵團的431所高校。經資格審查，共有961件作品進入網絡初審。經網絡初審，共有221件作品入圍終審決賽。
據悉，全國大學生機器人科技創新交流營暨大賽是共青團中央、工業和信息化部共同主辦的一項具有導向性、示范性和群眾性的全國競賽活動，是共青團服務大學生科技創新的重要載體。本屆大賽堅持科創育人，成效突出；主動服務中心大局，作用彰顯；助力青年發展，影響廣泛；深化合作辦賽，亮點紛呈，多措并舉持續提升賽事引導力、影響力和公信力，瞄準機器人前沿技術動態、產業發展趨勢和人才培養需求，激發大學生學習機器人知識、交流機器人技術、傳播機器人文化、投身機器人行業、攻關機器人關鍵核心技術的積極性、主動性、創造性，推動機器人領域教育、科技、人才融合發展。
項目展示
國賽一等獎團隊
作品名稱：面向工業現場的機器人快速標定系統
獲獎級別：一等獎
團隊成員：劉飛 李映杰 姜麗晨 王茜
指導老師：那靖 高貫斌 鄧超
項目簡介：精度是制約國產機器人高端應用的重要瓶頸，運動學標定能夠顯著提升機器人的精度。目前國內外主流標定方案大多依賴于激光跟蹤儀，但其價格昂貴，標定過程繁瑣，且難以部署在工業現場。針對工業現場對機器人快速標定系統的迫切需求，團隊開展了基于封閉運動鏈和非完整末端位置信息條件下的機器人標定理論研究，突破了工業機器人封閉運動鏈構建技術、三維空間非接觸式高精度測量技術和多傳感器融合技術等三大關鍵技術，自主研發設計了一款“面向工業現場的機器人快速標定系統”，打破國外技術壟斷，為工業機器人提供具有完全自主知識產權的國產一站式標定解決方案，該系統能夠實現狹窄工業現場下的機器人快速標定，極大地提升標定效率，節約企業成本。
項目成果：本項目依托于云南省先進裝備智能控制及應用國際聯合實驗室，結合國家對機器人快速標定和維護的需求，以工業現場機器人的標定為主線，開展了基礎理論和應用研究，已發表高水平論文11篇，發明專利4項，實用新型專利5項，軟件著作權5項。目前，該技術已成功應用于珠海格力機器人、蘇州艾利特機器人等機器人制造公司和上海航天八院、北碩測量有限公司等機器人使用廠商，得到了企業的高度認可，共簽訂意向訂單200余萬元。
國賽三等獎團隊
作品名稱：基于數字李生的上下料機械臂路徑規劃虛擬示教與實現
獲獎級別：三等獎
團隊成員：曾晉東潘欣張家剛許一鳴馮根昌付先慶羅正云唐冠屹
指導老師：陰艷超
項目簡介：上下料工業機械臂在工件抓取、搬運、定位、裝夾等作業過程中定位精度和異常碰撞等情況難以具體描述，尤其在實際生產中工業機械臂需要頻繁進行人工示教，操作繁瑣、效率低，針對上述問題本作品提出基于數字孿生的上下料機械臂路徑規劃虛擬示教方法，研發設計機械臂路徑規劃虛擬示教的數字孿生系統。通過分析上下料工業機械臂路徑規劃過程與難點，搭建包括虛擬示教孿生場景、機械臂作業過程孿生虛實同步、上下料路徑規劃分析與虛擬示教調控等功能的孿生系統。采用OPC UA通訊技術與Socket數據傳輸技術，打通虛實機械臂運行數據的雙向傳輸通道，并根據物理機械臂運行邏輯確定孿生機械臂各個運動部件的運動行為，通過行為邏輯順序設計和腳本化，實現孿生與實體機械臂運動過程的精準映射；在此基礎上，研發結合動態目標節點概率偏置和雙樹擴展指引的機械臂路徑規劃方法，并采用孿生環境下的網格碰撞體進行碰撞檢測；最后，采用Socket和OPC UA技術對PLC中的控制變量進行綁定和賦值更新，完成工業機械臂的在線示教與調控。本項目為工業機械臂高效安全的路徑規劃提供了一種新的思路，路徑規劃算法在復雜工況下效率更高，節點利用率達20%以上；虛擬示教路徑規劃時間減少20%以上，路徑長度縮減7%以上，對進一步提高機械臂的工作效率具有指導意義，為機械臂路徑規劃虛擬示教的落地應用奠定了基礎。
項目成果：目前本項目相關發明專利4項，EI期刊論文2篇，軟著3項，并且研究成果推廣于煙草制絲車間生產過程工藝精準預測與聯動調控、富氧銅熔池熔煉冰銅品味預測與參數優化、制藥產線的全流程質量追溯等智能生產中，得到了企業認可。
