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智能創(chuàng)新AI教育機(jī)器人
（一）人工智能模塊
1. 模塊功能： Python程序設(shè)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、智能機(jī)械臂、機(jī)器人設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)等課程的教學(xué)與實(shí)踐；輔助教學(xué)，學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)智能機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)估。
2. 大模型：融合大語(yǔ)言模型(LLM)以及光強(qiáng)檢測(cè)傳感器、溫濕度傳感器、心率血氧傳感器和空氣質(zhì)量傳感器，重塑智能家居的應(yīng)用場(chǎng)景，使機(jī)器人能夠像人一樣進(jìn)行思考與判斷；
3. 模塊硬件：至少1塊計(jì)算卡，至少2塊STM32主控芯片核心模塊，至少12個(gè)傳感器，至少2個(gè)攝像頭，至少1個(gè)陣列麥克風(fēng)，至少1臺(tái)多自由度機(jī)械臂，至少1個(gè)傳送帶，至少2個(gè)WiFi藍(lán)牙模塊，至少2塊顯示屏，至少1個(gè)電源適配器，至少1套無(wú)線鍵鼠 ，至少1套模型道具；
4. 傳感器：不少于12個(gè)，至少1個(gè)光強(qiáng)檢測(cè)傳感器，至少1個(gè)紅外探障傳感器，至少1個(gè)激光測(cè)距傳感器，至少1個(gè)溫濕度傳感器，至少1個(gè)心率血氧傳感器，至少1個(gè)空氣質(zhì)量傳感器，至少1個(gè)電磁感應(yīng)傳感器，至少1個(gè)慣性檢測(cè)傳感器，至少1個(gè)滑動(dòng)電位器，至少1個(gè)毫米波傳感器，至少1個(gè)音量檢測(cè)傳感器，至少1個(gè)速度測(cè)量傳感器；
5. 深度攝像頭：至少1個(gè)深度相機(jī)，深度圖分辨率≥640*300@30fps，彩色圖分辨率≥1920*1080@30fps，深度范圍≥100cm；
6. RGB攝像機(jī)：至少1個(gè)≥30萬(wàn)像素的RGB攝像機(jī)，分辨率≥640*480，MJPG30幀，YUY230幀；
7. 陣列麥克風(fēng)：至少4個(gè)麥克風(fēng)列陣，場(chǎng)語(yǔ)音捕獲范圍≥5m，支持USB2.0，具有降噪、去混響、語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)、聲源定位、波束成型、回聲消除等功能；
8. 多自由度機(jī)械臂：不少于5自由度舵機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，支持UART通信；
9. 課程：理論+實(shí)踐課≥72課時(shí)，包括課程大綱、教學(xué)手冊(cè)、實(shí)驗(yàn)代碼、理論課視頻和實(shí)踐課視頻等；可參加全國(guó)高校計(jì)算機(jī)能力挑戰(zhàn)賽人工智能專項(xiàng)賽。
（二）服務(wù)機(jī)器人模塊
模塊能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人室內(nèi)建圖、定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、仿真演示、道路指引、機(jī)器人語(yǔ)音交互、機(jī)器人大模型、人臉/人物檢測(cè)、機(jī)器人智能安控、機(jī)器人巡檢與餐飲服務(wù)。支持C++/Python語(yǔ)言編程，基于百度飛槳（PaddlePaddle)Al框架和OpenCV圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在線Al模型訓(xùn)練、道路識(shí)別以及機(jī)器人控制等功能。在此模塊上可對(duì)教師進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)培訓(xùn)，自主構(gòu)建智能機(jī)器人模型用于教學(xué)和學(xué)生實(shí)訓(xùn)。學(xué)生可學(xué)習(xí)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制編程，模型算法的調(diào)優(yōu)。
1. 支持室內(nèi)建圖、定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、仿真演示、道路指引、語(yǔ)音交互、人臉/人物檢測(cè)、智能安控、垃圾巡檢與餐飲服務(wù)等功能；
2. 支持通過(guò)激光雷達(dá)和機(jī)器人里程計(jì)感知環(huán)境狀態(tài)，自動(dòng)生成二維或三維的環(huán)境地圖；
3. 支持根據(jù)里程計(jì)、激光雷達(dá)等傳感器和SLAM全局地圖等數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)定位導(dǎo)航算法融合，計(jì)算出安全可靠的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制指令；
4. 支持通過(guò)算法規(guī)劃路徑，使機(jī)器人避免與障礙物發(fā)生碰撞的同時(shí)找出最優(yōu)的行進(jìn)路線；
5. 支持在圖形監(jiān)控環(huán)境中通過(guò)三維視圖觀測(cè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程；
6. 支持在室內(nèi)構(gòu)建地圖，語(yǔ)音交互后機(jī)器人帶領(lǐng)顧客到達(dá)指定點(diǎn)；
7. 支持語(yǔ)音交互：基于語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、自然語(yǔ)言理解等技術(shù)，為多種應(yīng)用場(chǎng)景下，使機(jī)器人可以進(jìn)行人機(jī)交互；
8. 支持人臉/人物檢測(cè)：基于深度學(xué)習(xí)，準(zhǔn)確檢測(cè)圖片和視頻中的人臉/人物信息；
9. 支持智能安控：實(shí)現(xiàn)生物入侵檢測(cè)、安全監(jiān)督等功能；
10. 支持巡檢：提取目標(biāo)物體角度、位置信息，使用機(jī)器人完成實(shí)時(shí)檢測(cè)場(chǎng)景垃圾數(shù)量，并語(yǔ)音播報(bào)實(shí)現(xiàn)垃圾檢測(cè)工作；
11. 支持大模型：融合大語(yǔ)言模型(LLM)與多模態(tài)大語(yǔ)言模型(MLLM)，使機(jī)器能夠像人一樣思考；
12. 不少于1塊邊緣計(jì)算卡，不少于1塊驅(qū)動(dòng)控制器，不少于1個(gè)攝像頭，不少于1個(gè)激光雷達(dá)，不少于4個(gè)超聲波傳感器，不少于1個(gè)陀螺儀，不少于4個(gè)編碼器，不少于1個(gè)電量計(jì)，不少于1套機(jī)械臂，不少于1套無(wú)線鍵盤(pán)鼠標(biāo)，不少于1個(gè)遙控器，不少于1塊電池，不少于1個(gè)顯示屏，不少于1個(gè)電源充電器；
13. 服務(wù)機(jī)器人課程理論+實(shí)踐不少于48課時(shí)，機(jī)械臂課程理論+實(shí)踐不少于36課時(shí)，應(yīng)包含課程大綱、課程講義、實(shí)訓(xùn)手冊(cè)、課件、教案、實(shí)踐代碼、視頻文件以及考核資料包等；
14. 應(yīng)支持AI教學(xué)實(shí)訓(xùn)、AI科普、展覽展示、科研平臺(tái)場(chǎng)景、大學(xué)生賽事等場(chǎng)景�？蓞⒓又袊�(guó)大學(xué)生機(jī)器人及人工智能大賽智能餐飲服務(wù)賽項(xiàng)。
（三）智能無(wú)人駕駛模塊
智能無(wú)人駕駛模塊完成人工智能、無(wú)人駕駛、圖像處理與運(yùn)控控制等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，理論+實(shí)踐共48課時(shí)。支持C++/Python語(yǔ)言編程，基于百度飛槳（PaddlePaddle）AI框架和OpenCV圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在線AI模型訓(xùn)練、移動(dòng)端部署、賽道識(shí)別與交通標(biāo)志檢測(cè)，車(chē)輛控制以及巡線導(dǎo)航等功能。學(xué)生在此模塊中可以學(xué)習(xí)機(jī)器人，車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)控制編程、模型算法的學(xué)習(xí)及調(diào)優(yōu)。
1. 模塊功能：實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別，圖像處理，車(chē)輛控制以及自動(dòng)駕駛等功能；
2. 圖像處理：攝像頭校正，車(chē)道線識(shí)別，賽道元素識(shí)別、賽道測(cè)量；
3. 路徑規(guī)劃：基于貝塞爾（Bezier）曲線的加權(quán)軌跡規(guī)劃；
4. 運(yùn)動(dòng)控制：閉環(huán)PID速度控制和PD姿態(tài)控制；
5. 目標(biāo)檢測(cè)：基于Yolo-v3的多目標(biāo)實(shí)時(shí)檢測(cè)（FPS<60ms，Map>90%）；
6. 多線程任務(wù)：圖像采集與賽道識(shí)別周期≤30ms；AI目標(biāo)檢測(cè)周期≤34ms；
7. 車(chē)檢助手：車(chē)輛自檢，車(chē)輛配置（舵機(jī)），車(chē)輛狀態(tài)監(jiān)控（電量/速度/姿態(tài)等）；
8. 課程：課程理論+實(shí)踐≥48課時(shí)，含課程大綱，課程講義，實(shí)訓(xùn)手冊(cè)，課件，教案，實(shí)踐代碼，視頻文件以及考核資料包；
9. 軟件：軟件含車(chē)輛配置軟件（Windows版），AI系統(tǒng)鏡像（Linux系統(tǒng)Ubuntu18.04，Python3.6），AI算法包（Yolo-v3），底層支持庫(kù)(OpenCV，Joystick，Serial，Pthread，Paddle等)；（含無(wú)人自動(dòng)駕駛套裝1套），可參加全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽完全模型組賽項(xiàng)。
（四）機(jī)器視覺(jué)深度學(xué)習(xí)模塊
1. 模塊功能：可實(shí)現(xiàn)圖像采集、尺寸測(cè)量、讀碼、識(shí)別、檢測(cè)等功能和圖像分割、實(shí)例分割、目標(biāo)檢測(cè)、字符識(shí)別、圖像分類(lèi)、OCR、讀碼等深度學(xué)習(xí)功能；
2. 硬件含內(nèi)置獨(dú)立顯卡視覺(jué)控制器至少1臺(tái)，視覺(jué)光源至少1個(gè)，工業(yè)相機(jī)至少1個(gè)，視覺(jué)鏡頭至少1個(gè)，鍵盤(pán)鼠標(biāo)至少1套，電源適配器至少1套，接口板至少1塊，24寸顯示器至少1個(gè)，USB無(wú)線網(wǎng)卡至少1個(gè)，手動(dòng)機(jī)械臂至少1套，加密狗至少1個(gè)；
3. 視覺(jué)控制器： Intel? Core? i3-8100，內(nèi)存≥8GB，硬盤(pán)≥128GSSD，英特爾核芯顯卡630；
獨(dú)立顯卡：GT 1030獨(dú)立顯卡；
4.視覺(jué)光源：≥1個(gè)視覺(jué)光源，白色光源，照亮角度：≥70°，可調(diào)亮度；
5.工業(yè)相機(jī)：≥1個(gè)至少1200萬(wàn)像素網(wǎng)口面陣相機(jī)，IMX226，彩色，分辨率≥4024×3036，最大幀頻≥9.6fps；
6.視覺(jué)鏡頭：≥1個(gè)C接口鏡頭，焦距≥12mm，光圈范圍F2.8-F16，畸變-0.005%；
7.課程包含至少24課時(shí)，含課程指南，學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)訓(xùn)手冊(cè)，教學(xué)課件，示例資料庫(kù)以及考核資料包；
8.含應(yīng)用軟件（Windows版），深度學(xué)習(xí)包，示例程序包等。可參加中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽智能工業(yè)視覺(jué)賽項(xiàng)。
（五）智能機(jī)器人機(jī)械臂模塊
模塊用于智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制及硬件調(diào)用編程，包括機(jī)械臂底座、控制器、6 自由度關(guān)節(jié)和連桿結(jié)構(gòu)、機(jī)械爪、攝像頭等核心部件。
1. 控制器功能:
控制：路徑規(guī)劃、軌跡規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)控制、重力補(bǔ)償、示教；自檢：各自由度轉(zhuǎn)向測(cè)試；標(biāo)定：垂直零度角標(biāo)定后自校正；配置：支持UART接口對(duì)關(guān)節(jié)電機(jī)的配置，配置上位機(jī)使用。
2. 機(jī)器爪（夾具）：夾具通過(guò)無(wú)刷伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)兼容攝像頭拍攝。
（六）多機(jī)器人編程算法模塊
多機(jī)器人編程算法模塊結(jié)合智慧物流行業(yè)前沿應(yīng)用，依托軟硬件實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、模擬倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景，講解多機(jī)協(xié)同、群體智能等算法的原理與實(shí)踐應(yīng)用，通過(guò)實(shí)訓(xùn)過(guò)程帶領(lǐng)學(xué)生掌握物流系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)。課程提供完善的課程資料，包括課程指南，學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)訓(xùn)手冊(cè)，教學(xué)課件，示例資料庫(kù)以及考核資料包，便于授課學(xué)習(xí)。具有機(jī)器人任務(wù)分配、調(diào)度系統(tǒng)、路徑規(guī)劃、過(guò)程監(jiān)控、環(huán)境感知、系統(tǒng)無(wú)線通信、場(chǎng)地路徑識(shí)別、自動(dòng)避障、貨架搬運(yùn)、狀態(tài)指示等功能；
1. 待機(jī)工作時(shí)間：≥8h；
2. 滿荷工作時(shí)間：≥4h；
3. 溫度監(jiān)測(cè)效率：0~135℃（±0.5℃）；
4. RFID刷卡效率：范圍<4×4cm/距離<5cm；
5. 網(wǎng)絡(luò)條件：2.4G/5G WiFi局域網(wǎng)絡(luò)；
6. 紅外傳感器：≥8個(gè)紅外傳感器，采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成，檢測(cè)距離范圍為≥13mm；
7. 手勢(shì)傳感器：≥1個(gè)TOF手勢(shì)傳感器，主要用于測(cè)距；
8. 慣性傳感器：≥1個(gè)IMU6軸慣性傳感器，三軸加速度計(jì)和三軸陀螺儀；
9. 溫度傳感器：≥1個(gè)溫度傳感器，溫度精度為±2 ℃；
10. 課程包含至少14章節(jié)理論+10章節(jié)實(shí)踐至少64課時(shí)，含課程指南，學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)訓(xùn)手冊(cè)，教學(xué)課件，示例資料庫(kù)以及考核資料包；
11. 軟件含多機(jī)器人編程算法軟件（Windows版），驅(qū)動(dòng)包（CH340串口驅(qū)動(dòng)），算法包（廣度優(yōu)先搜索算法、深度優(yōu)先搜索算法、A*搜素算法、遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法等），底層支持庫(kù)（數(shù)據(jù)庫(kù)、python）。
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