大型仪器设备开放共享网络平台

主要规格及技术指标

机器人视觉集群博弈教学平台由一套机器人集群博弈教学平台、一套机器视觉多模态教学实践试验平台与一套模组化智能机器人实验平台共同组成。

一、机器人集群博弈教学平台：
（一）硬件要求
1、尺寸：≥?18cm×H14cm；
2、集群单元数量：≥16台.
3、通讯：蓝牙模式、无线通讯模式、双向通讯，通讯距离≥10m；
4、外设接口：USB接口；
5、传感：红外传感（探测吸球机构是否持球）；
6、驱动形式：四轮驱动，驱动功率30W×4；
7、移动速度：最大速度3m/s；射门速度：最大射门速度6～7m/s；挑射距离：≥1.5m；
8、模式状态：蓝牙模式、无线Wi-Fi模式、手柄模式、USB模式、DFU模式；
9、指示及报警：模式提示、控球报警、电池电量低报警；
10、关键部件：1个移动底盘（包括4个万向轮、4个减速箱结构）；1个控球嘴吸球装置、1个电磁铁平射装置、1个电磁铁挑射装置、1套机器人控制电路板(包括电源板、控制板)；
11、电路板功能：供电（电磁铁供电、电机供电、控制板供电）、升压（生压控制电路、高压保护电路、自放电电路）、运动控制反馈（电机驱动、码盘反馈、控制器内部算法）。

（二）机器人配件要求
1、电池容量≥ 4×2600mAh
2、电池充电器套装：功率≥4×50W，直持220V/50Hz交流输入、11～18V直流输入，允许同时充电电池数量≥4；
3、标准橙色高尔夫球1个：重46g，直径43mm，色标卡1套；≥6cm×6cm，包含蓝、黄、荧光粉、荧光绿四种标准色卡；

（三）操作管理系统-小型机器人软件1套
1、系统组成：系统由操作管理系统、后台仿真软件、策略脚本库组成；
2、功能：操作管理系统实现策略脚本库管理、多机控制、比赛设置、赛事裁判等功能。后台仿真软件融合二维图像、机器人本体模型、上位机(策略机)控制、机器人相互通讯等功能。实现机器人运动控制、机器人运动模拟、机器人角色分配、脚本导入及管理、数据分析等功能；并提供真人操作实物和软件录制的功能演示视频；
3、所提供系统可参加睿抗机器人开发者大赛（RAICOM）及中国机器人及人工智能大赛赛事中的其中一个赛项，并提供技术支持。(需说明支持赛项的名称并提供证明材料)。
4、含视觉专业工控机1套：性能不低于CPU酷睿i5，内存容量≥8GB，硬盘容量≥512GB，搭配≥21.5英寸显示器，含鼠标键盘。

（四）视觉识别系统1套
1、发射机套装
收发机器人指令，收发频率支持1/60s；通讯方式为2.4G Wi-Fi；通讯频道≥10个；同步通讯：≥3台机器人；提供连接指示、发包指示、收包指示；
2、视觉套装
工业相机：a.分辨率≥3088×2064；b.帧率(fps)≥60；c.传感器1/1.8"CMOS；d.数据接口：USB≥3个；e.镜头接口：C，CS；f.光谱：彩色；g.图像数据格式：Bayer RG8，Bayer RG10；h.信噪比：40.19 dBi.供电要求：5 VDC；j.；额定功率≤2.7W@5VDC；
镜头：a.像机尺寸≥1/2英吋；b.焦距≥4mm；c.光圈范围≥F2.0-16；d.最短物距≤0.1-Inf；e.控制方式：Manual手动调整；f.畸变≤1.6%；g.光学后焦≥8.7mm；h.接口：C-Mount；i.分辨率≥1000p/mm；

（五）机器人视觉系统
1、功能描述:采集场地图像、识别并分析处理场地上机器人及球的信息、传输信息数据；
2、功能模块：相机调节、场地标定、机器人及球识别、场地模拟显示；

（六）定制化场地
1、提供1个不小于6m*4m的场地，包含：仿真绿绒地毯2块，球门2个，不锈钢整体围栏1套，相机架1套，文化布置围挡1套
2、提供训练场地实物照片。

二、机器视觉多模态教学实践试验平台
（一）硬件要求
1、本平台由带转盘视觉部分与机械臂部分构成，两者即可有机集合为一个整体，也可拆分为两个独立的系统。
2、整机体积(视觉部分+机械臂部分)适中，方便实验室环境下的使用，整机长度≦550mm，整机宽度≦350mm，整机高度≦570mm。
3、转盘动力电机输出最大力矩≥3.8Nm。
4、摄像头安装机构转动自由度≥2 个，升降自由度≥1个。
5、 自带气泵，无需外接气泵即可实现负压式手爪用于物料的码垛，气泵负压≦0.15MPa。
6、摄像头升降机构采用高精度手摇丝杆，升降精度≥0.05mm。

（二）视觉平台
1、自带转盘，可实现各行业生产流水线、检测流水线、包装流水线等多种动态应用场景的模拟，转盘直径≥280mm，转速调节范围 0-10 转/ 分钟。
2、 自带摄像头升降装置，配合手动机械调焦工业摄像头，升降高度调节范围为 0-250mm。
3、 自带 LED 辅助光源，环境适应能力更好。内存：≥4GB 64 位 LPDDR4 25.6GB/s。

（三）机械臂平台
1、四轴连杆机械臂用于组成完整的应用系统，同时摄像头可安装于机械臂上，机械臂的运动半径≥360mm。
2、机械臂爪组合形式≥2 种，分别为舵机机械爪和气动吸盘爪。

（四）置物盘
1、中国地图拼图道具≥1 套，拼图板块为航空铝材，形状不规则，表面为原色，数量≥12 块；七巧板装平面配图道具≥1 套，装配拼块为航空铝材，形状主要为正方形≥1个、不同大小的三角形≥5 个、菱形≥1 个，表面为原色，数量≥7 块；汉诺塔立体装配道具≥1 套，装配拼块为航空铝材，形状为五种不同规格大小的同心圆环，数量≥5 个，圆形铝柱≥3 个。
2、标定板≥1，主要用于机械臂爪位置标定使用，尺寸≥210mm×297mm

（五）人机交互界面
1、有至少两种控制界面，分别为脚本控制界面和点动操作控制界面。

（六）提供算法包（不少于22个）
1、基础功能实践不少于7个包含运动：控制类:1）传送带运动控制；2）机械臂运动控制；3）转盘运动控制；视觉类:1）USB相机识别与调用；2）工业相机识别与调用；3）相机图像获取；4）相机视频获取等。
2、基础视觉实验(不少于12个)：1）图像获取、保存与显示；2）相机参数读取与设置(工业相机)；3）颜色识别；4）形状识别；5）印章有无检测；6）相机标定；7）长度测量；8）面积测量；9）角度测量；10）卡通人物识别；11）.二维码识别；12）.基于KNN的数字识别等；
3、综合场景实验(不少于3个)：1）智慧工厂-智能制造流水线场景；2）智慧物流-包裹自动分；3）智慧仓储-自动仓储场景等；提供场景截图证明。

（七）编程方式
1、支持图形化、C语言、3种编程方式。
2、具有线上学习视频并提供线上教学图片证明。

三、模组化智能机器人实验平台
（一）电气技术指标
1、搭配高便捷度与高集成度的视觉算法模组，人工智能模组无需编程，通过按键与液晶显示便可实现常用的视觉图像处理，包括且不限于二维码识别、颜色识别、尺寸检测、位置检测等功能，并且可通过固件更新不断新增其他图像处理功能。
2、搭配高性能图像与视频处理专业计算机，处理器不低于64位四核ARM Cortex-A57 CPU，GPU≥128核NVIDIA Maxwell架构 GPU，内存≥4GB LPDDR4 RAM，具有USB口≥3个，UART串口≥3个、SPI接口≥2个，I2C接口≥4个，I2S接口≥2个，千兆以太网接口≥1个，GPIO接口总计外接≥40个，无线网卡1个。
3、主控板设计主要采用ST（意法半导体）公司推出的32位ARM Cortex-M4微控制器系列，其具有 GPIO、USART、SPI、I2C、CAN、USB等通信接口，以及ADC、DAC、定时器、PWM等功能模块。主控板上集成无线通讯模块且通信距离≥100m，配备液晶屏，独立按键数≥7 个，外部串行 FLASH≥2MB。主控同时可以控制 直流电机≥4个、舵机≥6个、巡线板≥4个、步进电机≥2个、视觉模块≥1个。

（二）机械技术指标
1、运动底盘模组≥2种；
2、机械臂模组≥7种；
3、基础搬运模块≥1种；
4、扩展模块：自动驾驶方案拓展模块≥1种，智能物流方案拓展模块≥1种，安保巡检方案拓展模块≥1种，农业采摘拓展模块≥1种，智能服务拓展模块≥1种，

（三）动力元件指标
1、直流减速电机≥4个，
2、金属齿总线舵机≥10个。

（四）传感器元件指标
1、传感器要求：陀螺仪模块≥1个，循迹传感器模块≥2 个，超声波传感器≥1个，平面定位模块≥1 个，人工智能模块≥1个，激光雷达模块≥1个

（四）配套教学资源要求
1、提供配套教材：包含《智能物流机器人设计与制作》正式出版教材不低于两本。
2、提供配套教学视频：包含样机装配装配视频、接线视频、调试视频不低于10个；

（五）使用指标
1、至少可搭建：1种连杆式机器人，1种多级串连式机器人，1种桁架式机器人等十二种机器人；
2、可以作为中国大学生工程实践与创新能力大赛-智能物流搬运项目和中国高校智能机器人创意大赛-主题一（创意设计）的训练平台，并提供比赛技术指导；
3、具有线上学习视频并提供线上教学图片证明。
4、支持Arduino编程环境、STM32编程环境和ROS系统环境3种软件操作环境，提供证明材料。

主要附件及配置

无

主要功能及特色

1