智能機器人圖像處理與感知研究平臺需求說明

智能機器人圖像處理與感知研究平臺需求說明一、項目背景根據(jù)學校智能機器人圖像處理與感知研究平臺建設需求，特計劃采購AGV復合機器人開發(fā)平臺、桌面智能機器人開發(fā)平臺和高精度實時定位追蹤平臺各一套，用于解決智能機器人在生產(chǎn)生活領域應用視覺感知中的實際問題，以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和解決實際痛點問題。希望通過采購設備，可以開發(fā)出針對企業(yè)生產(chǎn)實際過程中的上下料和自動抓取等問題的解決方案，提高高校服務企業(yè)的能力和科研成果的轉(zhuǎn)化能力，提升教師的科研水平，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實踐能力。具體來說，我們將采購兩套分別用于移動場景、桌面場景的協(xié)作機器人開發(fā)平臺和高精度實時定位追蹤平臺各一套，設備需要包含2D、3D相機，上下物料系統(tǒng)、電子皮膚，六維力覺傳感器等及其配套軟件，設備和軟件能夠支持二次開發(fā)。二、貨物清單序號采購計劃編號/財務流水編號貨物名稱數(shù)量單位備注12324-0601-064AGV復合機器人開發(fā)平臺1套22324-0601-064桌面智能機器人開發(fā)平臺1套22324-0601-064高精度實時定位追蹤平臺1套三、具體技術要求序號貨物名稱技術要求1AGV復合機器人開發(fā)平臺1.1深度相機單元1.1.1輸出數(shù)據(jù)：彩色圖，IR圖，深度圖，點云圖。1.1.2工作距離：不小于300~1400mm。1.1.3成像原理：主動雙目。1.1.4相機內(nèi)置智能深度算法，支持RGBD同步對齊輸出。1.2室內(nèi)移動AGV平臺。1.2.1導航方式：激光SLAM。1.2.2激光雷達數(shù)量：不少于2個。1.2.3最大負載：不小于300kg。1.2.4最大牽引力：不小于150N。1.2.5急停接口：不少于兩路輸出。1.2.6防護等級：不小于IP20。1.2.7充電方式：手動/自動/快換。1.2.8網(wǎng)口：不少于3路RJ45千兆以太網(wǎng)。1.2.9導航位置精度：不低于±5mm。1.2.10導航角度精度：不低于±0.5°。1.2.11地圖面積（單幅）：不大于40000㎡。1.2.12綜合續(xù)航：不小于12h。1.2.13充電時間（10-80%）：不大于2.5h。1.36軸協(xié)作機器人。1.3.1機器人軸數(shù)：不小于6軸。1.3.2最大負載：不小于5kg。1.3.3工作半徑：不小于900mm。1.3.4重復定位精度：不大于±0.02mm。1.3.5機器人本體重量：不大于25Kg。1.3.6末端接口：1)數(shù)字輸入：不少于2路。2)數(shù)字輸出：不少于2路。3)模擬量輸入AI：不少于2路。4)RS485（復用2路AI）：不少于1組。1.3.7.機器人末端具有不少于5個功能按鍵及指示燈，方便用戶手動操作。按鍵功能包含但不限于：上下使能、拖動示教、軌跡錄制、軌跡復現(xiàn)、末端控制等。指示燈不少于4種顏色（包含但不限于藍、綠、黃、紅）和2種功能體現(xiàn)（包含但不限于閃爍、常亮）。1.3.8可配置覆蓋于機器人關節(jié)和手臂上的主動安全裝置，當機器人在運動過程中遇到障礙物（包含但不限于人體、金屬和非金屬物品）時，在確定障礙物迫近的距離后，機器人可根據(jù)確定的迫近距離執(zhí)行對應的運動策略，其中，運動策略可包括暫停、減速、避障等。1.3.9復合機器人開發(fā)平臺需具備已授權自主知識產(chǎn)權，相關專利所涉及的技術包含但不限于：柔性電子皮膚、開閘方法、機械臂關節(jié)、機械臂關節(jié)回零方法、偏移補償方法等。1.4配套軟件支持包1.4.1能夠進行激光雷達3D建圖開發(fā)，SLAM導航開發(fā)，AGV軌跡規(guī)劃及優(yōu)化研發(fā)。1.4.22D、3D視覺應用開發(fā)，復合機器人運動控制開發(fā)、人工智能控制技術開發(fā)，提供相應的軟件支持包。以上軟件包需要支持二次開發(fā)。不支持二次開發(fā)的不計分。1.5柔性夾爪1.5.1負載：不小于290g。1.5.2精度范圍：不大于0.05mm。1.5.3安全工作壓力：不小于90kPa。1.5.4使用壽命：不小于150萬次。1.6六維力傳感器1.6.1供電電壓：9~24VDC。1.6.2高度：不小于31.5mm。1.6.3精度：不小于0.1%FS。1.73D智能相機1.7.1深度技術：主動紅外立體聲。1.7.2最小深度距離：不大于0.3米。1.7.3傳感器快門類型：全局快門。1.82.5D相機1.8.1安裝方式：支持即插即用，免除選型組裝、外部走線、軟硬件調(diào)試等步驟。1.8.2相機為智能相機，無需額外的工控機。1.8.3相機與機械臂采用一個控制軟件。1.8.4認證：CERoHSFCC。1.8.5分辨率：大于等于500萬像素（2368x1760)。1.8.6相機支持2.5D定位功能。1.9電動夾爪1.9.1打開/閉合時間：不大于0.5s。1.9.2通信協(xié)議：ModbusRTU(RS485)、I/O。1.9.3重復定位精度：不小于±0.02mm。1.10供料單元1.10.1不少于12個供料工位。1.10.2每個工位各帶一個漫反射光電傳感器檢測有無。1.112D相機1.11.1傳感器類型：CMOS，全局快門。1.11.2分辨率：不小于1408×1024。1.11.3像素格式：RGB8，Mono8。1.11.4黑白/彩色：彩色。1.11.5數(shù)據(jù)接口：FastEthernet（100Mbit/s）。1.11.6供電：24VDC。1.11.7最大功耗：48W@24VDC1.11.8鏡頭接口：M12-mount，機械對焦。1.11.9焦距：12.4mm。1.11.10數(shù)字I/O：17-pinM12接口提供供電、以太網(wǎng)、數(shù)字IO、串口功能：2個輸入信號（Line0/1），3個輸出信號（Line5/6/7），3個可配置輸入輸出（Line2/3/4），1個外部按鈕輸入（BUTTON）。1.11.11光源：14顆LED。2桌面智能機器人開發(fā)平臺2.1雙目視覺、3D相機。2.1.1有效像素：不小于130萬像素。2.1.2工作距離：不小于400~800mm。2.1.3測量精度：±0.05~±0.25mm。2.1.4色彩：彩色。2.2視覺套件2.2.1有效像素：不小于500萬。2.2.2色彩：彩色。2.2.3信噪比：不小于40dB。2.2.4動態(tài)范圍：不小于60dB。2.2.5數(shù)據(jù)接口：USB3.0。2.2.6鏡頭接口類型：C-Mount。2.2.7像元尺寸：不小于2.2*2.2um。2.2.8幀率/分辨率：不低于31@2592*1944。2.2.9信噪比：不小于40dB。2.2.10快門類型：卷簾快門。2.2.11曝光時間：Bayer格式：16μs~1sec；其他格式：28μs~1sec。2.2.12曝光控制：自動/手動。2.2.13數(shù)據(jù)格式：Mono8/10/12，BayerGR8/10/10p/12/12p，YUV422_YUYV_Packed，YUV422_Packed，RGB8。2.2.14外觀尺寸：不大于29mm*29mm*30mm（相機主體尺寸，不含圓形螺紋部分。2.2.15重量：不大于56g。2.2.16像元尺寸：不小于2.2*2.2um。2.2.17幀率/分辨率：不低于31@2592*1944。2.2.18信噪比：不小于40dB。2.36軸協(xié)作機器人2.3.1機器人軸數(shù)：不小于6軸。2.3.2最大負載：不小于5kg。2.3.3工作半徑：不小于900mm。2.3.4重復定位精度：不小于±0.02mm。2.3.5工作最大速度：不小于3m/s。2.3.6末端接口：1)數(shù)字輸入：2路。2)數(shù)字輸出：2路。3)模擬量輸入AI：2路。4)RS485（復用2路AI）：1組。2.3.7.機器人末端具有不少于5個功能按鍵及指示燈，方便用戶手動操作。按鍵功能包含但不限于：上下使能、拖動示教、軌跡錄制、軌跡復現(xiàn)、末端控制等。指示燈不少于4種顏色（包含但不限于藍、綠、黃、紅）和2種功能體現(xiàn)（包含但不限于閃爍、常亮）。2.3.8主動安全裝置（1）提供用于測試機器人安全性能的主動安全裝置。主動安全裝置需使用柔性殼體，可包覆于六軸機器人的J4、J5、J6及長臂處，以提高測試人員的使用安全性。2.3.9機器人軟件支持焊接工藝，功能包含但不限于：焊機匹配、焊接參數(shù)設置、信號設置、手動調(diào)試、虛擬焊接等。機器人軟件支持碼垛工藝，功能包含但不限于：棧板參數(shù)設置、料箱參數(shù)設置、碼垛樣式設置、料箱抓取點設置。2.3.10機器人控制軟件中的控制面板，具備虛擬仿真功能，當用戶點動或運行機械臂時，可通過虛擬仿真界面實時查看機械臂運動狀況。2.3.11支持基于TCP/IP協(xié)議下的多種計算機編程語言環(huán)境的軟件開發(fā)套件。提供易用的API接口，可實現(xiàn)快速連接，并能夠進行機器人控制與運行指令的二次開發(fā)。其計算機編程語言平臺包含但不局限于Python、C++、Ros、C#、MATLAB、Java、LabVIEW。2.3.12機器人可支持多種終端控制方式，包含但不限于手機、平板、電腦、示教器。2.3.13編程語言：腳本/圖形化。2.44軸協(xié)作機器人2.4.1機器人軸數(shù)：不小于4軸。2.4.2最大負載：不小于1.5kg。2.4.3工作半徑：不小于400mm。2.4.4重復定位精度：不小于±0.02mm。2.4.5額定功率：不大于192W。2.4.6數(shù)字輸入：不小于16路。2.4.7數(shù)字輸出：不小于16路。2.4.8USB接口：不少于2個。2.4.9RS485：不小于1組。2.4.10Ethernet接口：不少于2個。2.4.11編碼器接口：不少于1組。2.4.12通訊方式：TCP/IP，ModbusTCP。2.4.13本體重量：不大于8kg。2.4.14底座尺寸：不大于190mm*190mm。2.5工控機2.5.1系統(tǒng)：Windows10。2.5.2處理器不小于i5，網(wǎng)卡不小于4個，USB3.0。2.5.3運行內(nèi)存：不小于16G。2.6人臉識別單元 2.6.1分辨率：不小于1080p。2.6.2變焦：不小于4倍數(shù)碼變焦。2.6.3提供能夠?qū)崿F(xiàn)在基于Opencv下haarcascade分類器的人臉識別功能和人臉識別功能的用戶程序源代碼。2.7語音識別單元2.7.1實時邏輯核心：不小于16個。2.7.2尺寸：直徑不大于70mm。2.7.3內(nèi)置閃存：2MB。2.7.4內(nèi)部單周期SRAM：512KB。2.7.5內(nèi)部OTP：16KB。2.7.6DFU模式：支持。2.7.7麥克風陣列信噪比：61dB。2.7.8麥克風陣列靈敏度：-26dBFS。2.7.9麥克風陣列輸出：PDM。2.7.10音頻輸出：板載3.5mmAux。2.7.11音頻信號：24bit或16bit16kHz立體聲輸出。2.8總控單元2.8.1輸入點數(shù)：不小于14；輸出點數(shù)：不小于10。2.8.2模擬量輸入：不小于2路。2.8.31個以太網(wǎng)通信端口，支持PROFINET通信。2.8.4工作存儲器75KB，裝載存儲器不小于2MB，保持存儲器不小于10KB。2.8.5內(nèi)部標志位存儲器為8192字節(jié)（M）。2.8.6具備1個以太網(wǎng)通信端口，支持PROFINET通信。2.9柔性夾爪2.9.1負載：不小于290g。2.9.2精度范圍：不大于0.05mm。2.9.3安全工作壓力：不小于90kPa。2.9.4使用壽命：不小于150萬次。2.10六維力傳感器2.10.1直徑：不小于75mm。2.10.2高度：不小于31.5mm。2.10.3精度：不小于0.1%FS。2.10.4供電電壓：9~24VDC。2.11視覺系統(tǒng)軟件：2.11.1工具箱模塊不少于13個，包含但不限于：采集、定位、測量、圖像生成、識別、標定、運算、圖像處理，顏色處理，缺陷檢測，邏輯工具，通信等功能、機器人控制命令工具模塊。2.11.2定位工具模塊不少于21個，包含但不限于：高精度匹配、快速匹配、灰度匹配、圖形定位、圓查找、直線查找、BLOB分析、卡尺工具、邊緣查找、位置修正、矩形檢測、頂點檢測、邊緣交點、平行線查找、直線查找、BLOB標簽分析、路徑提取、角平分線查找、中線查找、平行線計算、垂線查找等。2.11.3軟件測量工具模塊不少于10個，包含但不限于：線圓測量、圓圓測量、點圓測量、點線測量、線線測量、點點測量、亮度測量、像素統(tǒng)計、間距檢測、直方圖工具等。2.11.4標定工具模塊不少于7個，包含但不限于：相機映射、標定板標定、N點標定、畸變標定、映射標定、N圖像標定、標定加載等。2.11.5缺陷檢測工具模塊不少于10個，包含但不限于：字符缺陷檢測、圓弧邊緣缺陷檢測、直線邊緣缺陷檢測、圓弧對缺陷檢測、直線對缺陷檢測、邊緣組合缺陷檢測、邊緣對組合缺陷檢測、邊緣模型缺陷檢測、邊緣對模型缺陷檢測、缺陷對比等。2.11.6圖像處理工具模塊不少于18個，包含但不限于：形態(tài)學處理、圖像二值化、圖像濾波、圖像增強、圖像運算、畸變校正、清晰度評估、圖像修正、陰影校正、仿射變換、圓環(huán)展開、拷貝填充、幀平均、圖像歸一化、圖像矯正、幾何變換、圖像拼接、多圖融合等。2.11.7邏輯工具模塊不少于13個，包含但不限于：條件檢測、分支模塊、分支字符、文本保存、邏輯、格式化、字符比較、腳本、Group、點集、耗時統(tǒng)計、數(shù)據(jù)集合、延時等待等。2.11.8識別工具模塊不少于3個，包含但不限于：條碼識別、二維碼識別，字符識別等。2.11.9支持TCP通訊、UDP通訊、串口通訊。2.11.10視覺系統(tǒng)軟件主界面工具箱區(qū)域應包含機器人命令功能模塊，圖像采集，定位，測量，識別，標定，對位，圖像處理，顏色處理，缺陷檢測，邏輯工具和通信功能模塊。2.11.11機器人控制命令工具模塊不少于9個，包含但不限于：運動到點、速度比例、回零校準、吸盤開關、爪子開關、激光開關、IO功能復用、IO輸出、IO輸入。機器人控制工具模塊適用機器人數(shù)量不少于2個，并可顯示機器人控制虛擬控制面板，功能包含但不限于：軸坐標控制、角度控制、速度控制。2.11.12提供能夠?qū)崿F(xiàn)在Resnet18網(wǎng)絡下訓練圖像分類模型功能和圖像分類模型的用戶程序源代碼。2.12拓展配件包2.12.1條形光源；白色/藍色。2.12.2鏡頭焦距：不小于35mm。2.13供料傳輸單元2.13.1包含一條輸送裝置，可實現(xiàn)物料傳送,包含自動上料裝置，采用氣缸驅(qū)動；包含顏色模塊：能判別物料的顏色；包含金屬傳感器，能區(qū)分金屬和非金屬。2.14控制器2.14.1編程語言：腳本/圖形化。2.14.2數(shù)字輸入DI：不少于16路。2.14.3數(shù)字輸出DO：不少于16路（可復用為DI）。2.14.4模擬量輸入AI：不少于2路。2.14.5模擬量輸出AO：不少于2路。2.14.6編碼器輸入：不少于1組。2.14.7通訊方式：TCP/IP，ModbusTCP,無線網(wǎng)絡。2.14.8示教方法：APP、電腦、手持示教器。2.15配套支持軟件包2.15.1能夠進行2D、3D視覺應用開發(fā)，機器人運動控制開發(fā)、人工智能控制技術開發(fā)，提供相應的軟件支持包。以上軟件包需要支持二次開發(fā)。不支持二次開發(fā)的不計分。2.16HMI觸摸屏2.16.1顯示區(qū)大小：不小于7.0寸。2.16.2分辨率：不小于800*480。2.16.3背光燈：LED背光燈。2.16.4通信口：2路串口（COM1，COM2）分別可用作RS232或者RS485。2.16.5觸摸屏面板：4線電阻方式。2.16.6外殼材料：ABS+PC。2.16.7工作溫度：-10～65℃。2.16.8工作環(huán)境濕度：10～90%RH。2.16.9供電電源：直流10V~38V。2.16.10功耗：5W。2.17實訓平臺2.17.1鋁合金型材結構，臺面具有T型槽方便安裝；帶4個高度可調(diào)的活動腳輪，工作臺可自由移動。2.17.2尺寸不小于1600mm*800mm。2.18課程平臺2.18.1系統(tǒng)支持手機端訪問登錄，能夠適配兼容大部分網(wǎng)絡環(huán)境及服務器環(huán)境，運行流暢。2.18.2支持手機端掃碼登錄；跨平臺運行，支持windows、Linux和Mac操作系統(tǒng)。無用戶數(shù)量限制，須安裝在校內(nèi)本地服務器，實現(xiàn)私有化部署和數(shù)據(jù)管理。2.19功能模塊要求2.19.1支持教師端批量導入資源功能；導入文件不限制大小和格式；教師可導入自有課件資源，用于課堂教學。2.19.2系統(tǒng)需提供豐富的交互性和情景式學習內(nèi)容、課程資源，如：視頻、音頻相冊、圖片、文檔等。格式與大小不限制；教師可直接使用系統(tǒng)內(nèi)置資源用于課堂授課等教學環(huán)節(jié)。2.19.3支持任意資源搜索與在線瀏覽，包括在線打開音頻、PDF、PPT、word文檔、視頻等。2.19.4支持頁面信息定制；所有課程模塊支持課程描述、建議課時等文本內(nèi)容的添加、修改和刪除。2.19.5系統(tǒng)后臺自動記錄賬號登錄與操作記錄，并且可以導出文件用于系統(tǒng)管理員進行統(tǒng)計，對違規(guī)操作的賬號進行禁用或限制訪問。2.19.6可設置作業(yè)和考試兩種功能模式，支持批量導入和單獨導入方式。批量導入支持識別word文檔格式。后臺導入題目后，教師搜索相關字眼，系統(tǒng)可隨機抽題生成試卷，已發(fā)布試卷可反復調(diào)用發(fā)布。試卷完成后支持顯示正確答案。題型支持：單選題、填空題、多選題、判斷題、描述題和簡答題。2.19.7系統(tǒng)內(nèi)置智能自動評測模