智能机器人综合实训平台

一、教学实训系统

1、规格（长*宽*高）： 2600*2600*800mm（±5mm），操作面对角线长度2.4m，面板厚度25mm； 

2、基材：防静电工作台面，具有防腐蚀，耐磨耐高温，无异味等特点；桌面采用彩色环氧树脂涂层工艺，使用抗划痕材料；

3、主体架构：主架采用1.5mm 厚冷轧板折弯冲压成型，台面托架采用50*22*1.1mm 与主架组合连接，结构稳定无晃动，表面经酸洗、淘化处理后静电喷塑处理；

4、配件：采用符合国家标准的五金配件，结构简单，连接牢固、安装快捷等特点；

5、载重：可承受300kg的静载荷；

6、实训台配有机械臂支架：配备3个独立的机械臂支撑单元，每个机械臂单元应具备3个可调节自由度，其中第一旋转轴（基座轴）实现360°连续无限制旋转并配备可调阻尼，第二旋转轴（水平臂轴）达到360°转动范围且在承重10kg时保持定位稳定，第三旋转轴（俯仰轴）应具备125（-35°至+90°）转动范围并集成角度锁定功能；所有旋转关节采用免工具调节设计，标配VESA 75/100安装接口，选用阳极氧化铝材质并施加防静电涂层；

7、主支撑轴集成24个内嵌式标准电源插座，在控制面板上预留集成3个操作终端总控开关按钮。同时主轴配备12个USB 3.0/3.1 接口用于高速数据传输和外设连接，同时具备3个HDMI通用接口以支持外部信号输入输出或设备联动控制

8、三条弧形边均配备推拉式储物舱，其中放置键盘和鼠标。

9、三条内凹弧形边均嵌入与操作面一体化的操作终端，终端显示与内凹弧形的桌面平齐安装且固定于机械臂支架上，内部配置散热通道及独立电气模块。桌体内部设有三套独立的电源分配与信号传输线路，每套对应一台操作终端，采用独立布线与集中汇流的方式，确保互不干扰并便于检修。电气部分在桌体中心设有主供电单元，包含过压、过流、短路保护及断路开关，并通过内部走线将电力与数据分发至各终端。数据接口和电源插座统一隐藏在操作面下方的检修舱内，并通过快速插拔端子实现维护与更换。底部设有通风格栅，保证内部设备长期稳定运行。整体可通过外部电气控制面板实现集中控制和一键启停，既满足安全性，又确保布线整洁与维护便捷。

二、教学实训控制终端

（一）工控机操作终端

1、实时解算能力：内置高性能多核并行解算单元，负责处理空间坐标变换与物理逻辑运算，核心频率2.5GHz，核心数10核，线程数12线程。

2、动态帧缓存：配备16GB 高速同步动态存储阵列，确保实时数据流无阻塞处理。

3、非易失性存储阵列：集成1TB 容量的固态数据存储舱，用于系统固件、处理算法库及任务数据的快速读写与归档。

4、专用实时渲染器：集成经专业优化的实时光线追踪渲染模块，该模块独立配备12GB的专用渲染缓存（VRAM），支持同时驱动3通道的4K@60Hz可视化信号输出。

5、工业供电与配电背板：500W-1000W可靠性电源模组，为系统内各单元提供纯净、稳定的电力供应，具备过载与浪涌保护。

（二）多功能集成化目标检测系统

多功能集成化目标检测系统已部署于操作终端，提供统一平台内置多种YOLO算法版本，支持可视化推理、多源数据检测与灵活参数配置，实现高性能目标检测与算法性能对比。同时提供清晰的模型管理机制，方便用户对本地模型库进行添加、删除和切换操作。

1、多版本主流算法一体化集成

系统预集成并支持多种主流YOLO目标检测算法版本，包括YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5及其多个子模型（如YOLOv5n, YOLOv5s, YOLOv5m, YOLOv5l, YOLOv5x等），并应提供对YOLOFastest等极轻量级模型的支持，以满足从服务器到移动嵌入式设备的不同部署需求。所有集成算法为官方或广泛认可的优化版本，确保性能指标（mAP、FPS）的可靠性。

2、统一的可视化推理与对比平台

提供统一的图形化界面，允许用户无需编写代码即可完成以下操作：

①模型灵活切换：在统一界面中便捷地加载、切换不同版本的YOLO模型进行推理。

②性能直观对比：对同一图像、视频源使用不同模型进行推理，可视化显示检测结果，便于直接比较不同算法在分类置信度、检测速度、检测框准确度等方面的性能差异。

③界面包含模型管理区、实时预测显示区、参数配置区、日志输出区，布局合理，用户交互友好。

3、全功能推理参数灵活配置

提供专业的参数配置面板，支持在推理前后对核心参数进行动态调整与保存，包括但不限于：

①硬件选择：支持CPU/GPU（支持CUDA）推理模式的热切换。

②核心参数：置信度阈值、非极大值抑制阈值、推理图像尺寸。

参数修改后应能实时生效，无需重启软件，重新加载模型后即可应用新配置进行预测。

4、多源数据支持与实时检测

系统支持对多种数据源进行目标检测，包括：

①静态图片：支持常见格式（如.jpg, .png, .bmp）的单张或批量图片检测与结果导出。

②视频文件：支持标准视频格式（如.mp4, .avi）的逐帧检测与播放实时显示视频检测结果。

（三）集成化智能机器人导航与控制平台

集成化智能机器人导航与控制平台已部署于操作终端，提供统一平台内置ROS1通信、多模态地图显示与编辑、机器人全状态监控与交互控制、智能路径规划与导航功能，实现高性能的机器人自主导航与人工干预协同作业。同时提供清晰的地图管理与拓扑编辑机制，方便用户对导航环境进行建模、编辑和优化。

1、ROS版本通信一体化集成

平台预集成并支持ROS的完整通信机制，支持ROS Noetic等主流版本，并应提供对多种消息类型的完整支持（包括话题、服务、动作等），确保与不同版本的ROS机器人系统无缝兼容。所有通信接口稳定可靠，确保实时数据交换与指令控制的高效性，支持动态节点发现与重连接机制。

2、全功能地图显示与交互编辑

提供统一的地图显示与编辑界面，允许用户无需额外工具即可完成以下操作：

① 多模态地图显示：支持同时显示全局地图、局部代价地图、障碍物图层、膨胀区域图层，并支持图层透明度调节与切换。

② 实时机器人状态叠加：在地图上实时显示机器人位置、朝向、规划路径、传感器视野范围等信息。

③ 地图编辑功能：支持交互式添加、删除或修改地图中的障碍物，编辑结果可实时应用于导航系统。

④ 拓扑地图构建：支持定义拓扑点（如充电点、关键路径点）和拓扑路径，建立环境语义信息与导航关联。

3、机器人全状态监控与交互控制

提供全面的机器人状态监控与控制面板，包括：

① 位姿监控与重定位：实时显示机器人在地图中的精确位置和朝向，支持手动重定位操作。

② 速度仪表盘：以模拟仪表盘形式实时显示机器人的线速度和角速度，支持速度阈值告警。

③ 多模式控制：提供虚拟摇杆、方向按钮、坐标输入等多种手动控制方式，支持控制灵敏度调节。

4、智能导航与路径规划功能

系统支持灵活的导航任务规划与执行，包括：

① 单点/多点导航：支持设置单个或多个导航目标点，机器人按序自动导航至各点。

② 全局/局部路径规划：实时显示全局规划路径和局部避障路径，支持规划算法参数动态调整。

③ 导航过程干预：支持在导航过程中动态添加临时障碍物或修改路径点，实现人机协同导航。

5、多源传感器数据融合显示

平台支持多种传感器数据的可视化与融合显示，包括：

① 相机图像显示：实时显示机器人多路相机视频流。

② 激光雷达数据可视化：以点云形式显示激光雷达数据，并可叠加在地图上显示。

③ 实时显示机器人车身轮廓与运动状态。

（四）基于Web的机器人远程监控与可视化平台  

1、核心功能与技术架构参数

平台采用基于WebSocket协议的B/S（浏览器/服务器）架构实现，确保监控端无需安装任何专用软件或配置本地ROS环境，通过主流浏览器即可访问。平台核心集成成熟的ROS通信桥接技术，实现浏览器与机器人ROS系统间的双向、低延迟数据交换，原生支持ROS标准消息类型（如geometry_msgs, sensor_msgs, nav_msgs）的解析与传输。内置高效的坐标系数据转发模块，确保机器人位姿、变换关系在Web端的实时、准确可视化。平台前端具备2D地图引擎，能够实时渲染与更新栅格地图，并在此基础上叠加显示机器人的实时定位点、朝向及导航状态。

2、系统部署、集成与安全性参数

平台在操作终端上完成部署与集成。系统包含ROS端通信桥接服务、坐标系转发服务及Web应用服务等核心组件。

（五）全景相机视觉定位仿真系统  

全景相机视觉定位仿真系统在操作终端上完成部署与集成。

1、仿真环境与系统架构参数

系统构建完整的机器人仿真环境，基于ROS框架实现全景相机视觉定位的全流程仿真功能。平台应提供预配置的仿真场景与机器人模型，支持从基础标定到完整定位算法的阶段性学习与开发。系统架构应采用模块化设计，包含环境仿真、传感器模拟、算法验证等核心模块，各模块间通过标准接口通信，保证系统的可扩展性与维护性。

2、核心功能模块参数

平台提供完整的视觉定位仿真功能链，包含距离标定与视觉定位两大核心模块。距离标定模块应提供精确的测距标定工具与算法验证机制；视觉定位模块应实现基于全景相机的位姿估计与定位算法验证。系统集成实时机器人控制接口，支持通过可视化控制面板对仿真机器人进行运动控制与交互操作，便于算法调试与性能验证。

3、系统部署与集成参数

系统提供简单易用的部署方案，支持在虚拟化环境中快速安装与配置。平台应实现开箱即用的预配置环境，最大程度减少依赖项安装与环境配置工作。所有功能模块应提供标准化启动接口，支持通过命令行快速切换不同功能模式，保证系统使用的便捷性与稳定性。

（六）智能视觉数据标注系统

标注系统在操作终端上完成部署与集成。

1、核心算法与标注功能参数

系统集成先进的计算机视觉与深度学习算法，支持多种目标检测与图像分割模型架构。平台应提供高效的自动标注功能，能够对图像中的目标对象进行精准识别与边界框标注、实例分割及语义分割。系统内置多种预训练模型，支持用户根据不同应用场景选择合适的模型进行自动标注操作，显著提升数据标注效率与准确性。

2、用户交互与操作体验参数

平台应提供直观易用的图形化操作界面，支持拖拽式文件导入、快捷键操作和批量处理功能。系统实现智能化的交互式标注流程，允许用户对自动标注结果进行手动修正与细化，提供多种编辑工具与辅助标注功能。所有标注操作应实时响应，支持大规模图像数据的流畅浏览与处理，保证用户操作的便捷性与高效性。

3、模型管理与扩展能力参数

系统提供完善的模型管理机制，支持本地模型与在线模型的灵活调用与切换。平台应允许用户导入自定义训练的深度学习模型，并提供标准化的模型接口规范。支持用户根据不同任务的精度和速度需求选择合适的标注模型。

4、系统部署与数据管理参数

系统应提供简单易用的部署方案，支持跨平台运行环境。平台具备完善的数据管理功能，支持常见图像格式的导入导出，提供标注数据的版本管理与批量处理能力。系统应保证标注数据的标准兼容性，支持主流标注格式（如COCO、VOC、YOLO等）的导入导出，确保与主流深度学习框架的无缝对接。

（七）智能路径规划算法仿真系统

智能路径规划算法仿真系统在操作终端上完成部署与集成。

1、算法集成与仿真功能参数

系统集成多种先进的路径规划算法，包括快速扩展随机树（RRT）系列算法及其优化版本，提供完整的算法比较与性能评估平台。平台应支持多种控制方法的实时仿真，包括经典控制算法和现代控制方法，实现从路径规划到运动控制的完整流程仿真。系统提供高精度的仿真环境，能够模拟机器人的运动学特性与环境交互，确保算法验证的准确性与可靠性。

2、交互控制与实时可视化参数

平台应提供丰富的实时交互功能，支持通过键盘或图形界面进行控制方法切换和仿真过程干预。系统实现仿真过程的实时可视化，动态显示路径规划过程、机器人运动轨迹及环境障碍物信息。所有交互操作应具备即时响应能力，支持仿真过程中的动态重规划和状态重置，为用户提供直观的算法行为观察与调试体验。

3、性能分析与评估功能参数

系统具备完善的仿真数据记录与分析功能，能够自动采集并存储仿真过程中的关键性能指标。平台应提供标准化的数据分析与可视化输出，生成包括移动距离、速度、加速度等机器人运动状态评估报告。系统支持多种图表输出格式，能够直观展示不同算法和控制方法的性能对比，为算法研究和教学提供详实的实验数据支持。

4、系统扩展与教学应用参数

平台应采用模块化架构设计，提供清晰的接口规范和完善的扩展机制。系统支持用户自定义算法和控制的集成，便于研究者进行算法改进与创新验证。同时应提供完整的教学支持功能，包括实验指导、案例代码和性能评估标准，满足不同层次用户的教学培训与科研需求。

三、AI智能机器人综合实训底盘

（一）控制及计算系统

1、主控制单元

（1）处理器：采用高性能多核处理器，核心架构4核心8线程，基准频率2.6GHz，最大睿频4.4GHz，确保设备具备高效的数据处理能力和多任务运行能力，并配备高效静音散热系统保障持续高性能运行。

（2）内存：标配8GB DDR4内存，配置2条内存插槽支持双通道技术，内存频率3200MHz。最大支持内存容量为64GB，可根据实际应用场景灵活扩展内存大小，满足大数据处理和高负载运行需求。

（3）存储：标配128GB NVMe固态存储，同时配备1个M.2接口支持NVMe协议，可接入高速固态硬盘提升数据读写速度。另提供1个SATA3.0接口，支持各类SATA接口的机械硬盘或固态硬盘，方便用户根据存储容量需求选择合适的存储设备。

（4）网络：支持无盘启动功能，可通过网络实现系统的远程启动，降低本地存储设备的依赖，便于设备的集中管理和维护。具备网络唤醒功能，可通过远程网络指令唤醒设备，实现设备的远程开启和控制，提高设备管理的便捷性。集成双频高速无线网络模块，支持2.4GHz/5GHz频段，并兼容IEEE 802.11ax协议，提供低延迟、高吞吐量的无线连接能力。

（5）显示：支持多显示输出，配备 1 个 HDMI 接口、1 个 VGA（排针）接口以及 1 个 LVDS 接口，可同时连接不同类型的显示设备。其中HDMI接口支持最大分辨率为4096×2160@60Hz，能够输出高清的图像和视频信号；VGA（排针）接口支持最大分辨率为 1920×1080@60Hz，兼容传统的 VGA 显示设备；LVDS 接口支持最大分辨率为 4096×2160@30Hz，可连接 LVDS 液晶屏，满足不同显示场景的需求。同时支持 LMS 同步或异步显示模式，可根据实际应用需求选择合适的显示同步方式，确保显示内容的准确性和一致性。

（6）扩展：配备1个M2B（KEY信号）接口，支持 5G 模块的接入，可实现设备的 5G 网络连接，满足在无有线网络覆盖或对网络移动性要求较高的场景下使用。提供 1 个 EIO 扩展槽，支持各类 EIO 扩展模块的接入，可根据实际应用需求扩展设备的功能，如增加更多的 I/O 接口、通信接口等。

（7）I/O 接口

板外 I/O 接口：1 个 DC 供电口、1 个 2PIN 电源接口、1 个 HDMI 接口、2 个 USB3.0 接口、2 个 USB2.0 接口、2个 LAN 接口、1 个音频口（耳麦二合一），满足设备与外部设备的基本连接需求。

板内 I/O 接口：1 个 VGA（排针）接口、1 个 LVDS 接口、6 个 COM 接口（其中两个COM 接口支持 RS485/422）、1 个 SATA3.0 接口、1 个 M.2（NVME）接口、1 个 M2B（KEY 信号，支持 5G 模块）接口、4 个 USB2.0 接口、1 个 GPIO 接口、1 个 TPM 接口、1 个 EIO 扩展板接口，丰富的板内接口为设备的内部扩展和连接提供了便利。

2、分布式执行核心板：

（1）主控与基础架构

核心处理单元：采用高性能嵌入式架构，主频168MHz，内置硬件浮点运算单元（FPU）及数字信号处理扩展指令集。片上静态随机存储器（SRAM）容量192KB，闪存存储器容量512KB，支持并行存取和零等待状态执行。中断响应时间12个时钟周期，支持嵌套向量中断且可配置优先级16级。

电路板设计：采用工业级四层板工艺，具备优异的电磁兼容性（EMC）与信号完整性，板载元器件选用工业级规格，抗干扰能力强，适配分布式系统中多设备协同的复杂电磁环境。

（2）分布式执行驱动能力

电机驱动适配：支持带 CAN 通信接口的任意类型电机（如伺服电机、步进电机）驱动，可通过 CAN 总线接入分布式电机控制网络，实现多电机协同执行控制指令，适配 AGV、机械臂等分布式执行设备。

外设驱动扩展：

① 多通道精密舵机驱动接口：可同时驱动的PWM舵机数量4个，输出PWM信号频率基准值50Hz（公差±0.5Hz），角度控制精度误差±1°，适用于分布式系统中云台转向、机械臂控位等需高精度位置反馈的执行终端单元。

② 高精度超声传感测距模块：支持接入超声波传感器数量6路，采用输入捕获技术实现距离感知，可应用于分布式感知节点环境建模及动态避障控制。

③ 可编程全彩光效指示单元：提供2路RGB三基色可编程灯带接口，每色支持独立PWM调控，占空比分辨率1/255，可实现颜色空间映射切换、亮度渐变、多模式频闪等光效策略，用于表征设备运行状态、故障等级等多维度状态信息。

（3）分布式工业级通信接口：

① 多协议CAN总线通信接口：集成2路符合CAN 2.0A/B标准的通信通道，支持通信速率1Mbps，具备非破坏性总线仲裁机制及错误检测与帧重发功能，可构建分布式实时控制网络，实现多节点间状态数据与指令的高可靠性传输。

② 工业级差分串行通信接口：提供1路RS485接口，通信波特率115200bps，支持多点总线拓扑结构，可接入分布式远程传感与执行单元，兼容Modbus RTU/ASCII等工业现场总线协议。

③ 多通道异步串行通信接口：预留3路全双工UART接口，支持波特率范围9600bps至4Mbps，可作为分布式节点与上位监控系统、边缘计算终端的本地数据交互通道，用于系统调试、参数配置及实时数据交换。

④ 可编程通用输入输出扩展接口：预留10个GPIO引脚，支持输入/输出模式可配置，可扩展接入手动控制单元、状态指示装置及外部触发传感器，满足分布式执行节点的个性化功能定制与本地交互需求。

（4）感知与状态监测

① IMU 传感器：集成九轴传感器（三轴加速度计 + 三轴陀螺仪 + 三轴磁力计），用于分布式执行节点的姿态感知与运动状态监测。

②电源监测：具备电池电压检测功能，可实时采集输入电源电压并反馈至上位机，用于分布式系统的供电状态监控，避免因电压异常导致执行任务中断。

（5）供电与保护

①对外供电：提供 2 个独立 5V5A 电源输出接口，可给分布式系统中的外部设备（如边缘计算模块、传感器）供电；同时配备若干 3.3V 和 5V 辅助供电接口，满足小型外设（如蓝牙模块、OLED 屏）的供电需求。

②保护机制：具备过热保护、短路保护、过流保护功能，当核心板出现温度过高（超过 60℃）、电源短路或输出电流过载时，自动切断对应回路，避免硬件损坏，保障分布式系统的稳定运行。

（6）人机交互与本地控制

①显示功能：支持 OLED 显示屏接入，具备专用接口，可显示分布式执行节点的关键数据（如三轴角速度、超声波距离、电机速度、电池电压）；支持单击 User 按键切换 6 种显示界面，显示内容可通过 show.c 函数自定义，方便本地查看节点状态。

②音频提示：板载蜂鸣器，可通过代码控制蜂鸣器的启停与频率，用于分布式节点的状态提示（如执行任务开始、故障报警）。

③控制开关：配备电机使能开关与急停开关，使能开关用于开启 / 关闭电机驱动输出，急停开关可紧急切断所有执行机构输出，保障分布式系统的操作安全；同时具备复位按键与用户自定义按键，支持本地手动复位节点或触发特定执行任务。

④蓝牙模块接口：预留蓝牙模块接口，支持通过排线连接蓝牙模块，可与手机 APP 或本地控制终端进行无线通信，实现分布式节点的本地无线调试与控制。

3、扩展功能单元：

扩展功能单元应提供4路符合USB 3.0 SuperSpeed标准的数据传输端口，单端口理论传输带宽5Gbps。四端口同时工作时总输出电流能力5A，单端口最大输出电流2.5A。配置3个宽电压输入接口，输入电压范围6-26V（公差±0.5V），并集成过温保护（触发阈值不高于85℃）、输出短路保护（响应时间100μs）及过流保护（精度误差±5%）等多重防护机制。单元物理尺寸（长×宽）65mm×56mm。扩展功能单元数量2套。

4、电机驱动控制单元：

（1）适用场景

本单元为双轮毂电机专用驱动设备，采用高度集成化设计，整合双总线通信及单轴控制功能，可适配各类服务机器人及自动化设备的驱动与控制需求。

（2）核心功能与控制特性

①通讯能力

支持CAN与RS485双总线通信，均采用隔离设计。CAN总线兼容CANopen协议的CiA301及CiA402子协议；RS485总线支持Modbus-RTU协议。

②控制模式

具备位置控制、速度控制、转矩控制三种工作模式，用户可根据实际需求选择对应模式，满足不同场景下的精度与动力需求。同时配备2 路隔离信号输入口，支持可编程设置，可实现驱动器使能、启停、急停、限位等功能，适配多样化控制逻辑。

（3）电气特性

输入电压范围24-48VDC，控制信号输入电流不高于16mA，输入信号电压不高于5VDC。绝缘电阻20MΩ，具备过压、欠压、过流、短路及热保护功能。

（4）接口配置

包含左右电机动力接口、电源输入端口；左右电机增量式编码器及HALL传感器接口；抱闸控制接口；可编程数字量输入/输出接口；CAN与RS485通信接口；绝对值编码器接口及制动电阻接口。

（二）移动管理系统

1、移动管理系统：

采用两轮差速驱动底盘结构，配备4个辅助万向轮，主动轮配备独立悬挂模块，以保证平台在复杂地面环境下的稳定性和机动性。系统最大运行速度应 0.5 m/s；

2、电机动力系统：

（1）驱动单元数量2个，采用轮毂式电机设计，电机与驱动器高度集成，单电机重量2.1kg，外径尺寸134mm。

（2）电机额定工作电压应24V DC，额定输出功率150W；额定转速270 rpm，最高转速350 rpm；额定转矩3 N.m，瞬间最大转矩9 N.m；额定相电流5A，瞬间最大电流15A。

（3）电机极对数10对，编码器分辨率4096线；电机应具备电刹车功能，防护等级IP54，轮胎采用橡胶花纹形式。

（4）双轮承重负载应 50 kg。

（三）动力电池系统

提供高容量能源存储，单组容量 20000 mAh，并支持连续供电与边充边用功能。系统具备多重安全保护机制，包括过流、短路、过充及过放防护，同时内置安全阀以增强使用安全性。电池状态可通过集成的电压显示模块实时监测。

（四）电气系统

1、激光雷达

①激光雷达为360度TOF激光扫描测距雷达，采用905nm±15nm近红外脉冲激光器，激光发散角2.5mrad，激光水平平行度±0.3度。检测距离0.1-40m@90%反射率、0.1-12m@10%反射率。测距精度±25mm（10m内10%~70%反射条件下测距精度±25mm，可信度90%）。扫描区域360度，扫描速率10Hz和15Hz，角分辨率不高于0.12°和0.18°，测量速率30000测量值/s。具备硬件滤波、去拖点功能，抗环境光能力80000lux，多雷达同时运行无干扰。

②接口类型为Ethernet，供电范围10~26VDC，功耗2.5W。工作温度范围-10°C~50°C，存储温度范围-20°C~60°C。外形尺寸57mm×57mm×55mm，重量140g。具备过压、过流、防静电保护功能。

③提供上位机软件，支持设备搜索、连接，连接成功后可切换转速、修改通讯参数，可查看基本信息、点云数据，支持防区设置与绘制。

2、深度相机

深度相机采用主动双目红外结构光技术，有效测距范围0.6m且8m，深度输出分辨率640×480@30fps，在0.6-2m范围内深度精度误差±2mm；内置RGB传感器彩色分辨率1280×800@30fps，集成双声道麦克风；只需通过单一USB接口完成数据与供电，功耗不高于2.5W，激光安全等级Class 1；提供完整SDK支持深度流、彩色流、点云生成及RGB-D对齐功能，支持Windows/Linux/Android系统及多语言开发接口，室内环境光抗干扰能力10000lux，工作温度范围0℃且不高于40℃。

3、双立体声扬声器

通过单一USB接口集成供电与数据通信，支持即插即用，并内置声卡驱动功能；后置低音振膜设计，配备2个扬声器单元，可提供具有空间感和低频下潜能力的音频输出，满足沉浸式声音播放需求。

4、防碰撞传感器

系统应配置机械式防撞条传感器，长度1600mm。支持360°碰撞检测覆盖，碰撞响应时间50ms，输出信号类型为干触点信号（常开/常闭可编程）。具备碰撞后自动复位功能，复位时间1s。

5、工业级接近感知系统

①本系统应在底盘机体前向、后向及左右侧向均布设防水型非接触式测距传感单元，总数量6个，且各方位均具备独立传感单元。所有单元应采用裸露式安装方式，确保传感头完全暴露于机体表面并形成360°无盲区覆盖检测网络。每个单元工作电压为DC 3.3~5V，待机电流5μA，平均工作电流8mA，峰值电流40mA。有效检测范围30~450mm（平面物体），盲区距离30mm。常温下测量精度误差±(1+S*0.5%)mm（S为实测距离值）。

②单个单元检测参考角度60°，输出采用PWM脉宽调制信号，工作周期为受控模式。单元重量45g，具备防水防护性能。系统应支持多单元同步触发工作模式，各方位传感单元具备独立校准功能，确保测距数据的一致性及可靠性。

6、防跌落传感器

防跌落传感器采用工业级激光测距模块，数量1个，安装方位满足在底盘前方朝下检测要求。工作电压3.3~5V（TTL电平），通讯接口为UART协议，空闲电流5mA，平均工作电流19mA。盲区距离2cm，室内有效量程2~400cm，室外光照强度3000LUX时量程2~200cm，15000LUX时量程2~90cm。内置高精度温度补偿算法，检测角度不高于23°。防护等级IP57，具备抗环境光干扰能力，确保在复杂光照条件下测量稳定性。

7、磁导航传感器

传感器检测通道8通道，响应速度1ms，通信接口支持CAN及RS485，实时输出位置偏差量与系统自检信息。检测有效距离0-40mm，检测灵敏度不高于0.5mT，支持N/S极检测。供电电压DC 9-36V（典型24V）。

8、人机交互显示终端

采用7英寸（16:9）工业级高亮度液晶显示单元，物理分辨率1024×600，刷新率60Hz，支持5点电容式触控操作。显示单元采用前嵌式结构设计，与设备机体表面平齐安装，无外露支架及悬空部件，实现机体一体化集成。接口支持HDMI高清信号输入，供电电压不高于DC5V。整体模块适应工业现场复杂环境，可实时显示设备运行状态等信息。

9、设备控制与状态指示单元

①控制单元集成1个电源总开关旋钮、1个硬件急停按钮、1个软件急停按钮、1个主控制单元开关控制按钮及1个用户可编程自定义按钮（支持状态读取与功能映射）。所有开关及按钮应采用工业级防护设计，具备防误触与耐久操作特性。

②单元同时集成高精度数码管电压显示模块，实时显示系统供电电压。整个模块安装于机身面板安装方式。

10、高可靠性双天线通信系统

系统采用分集式双天线设计，天线接口为标准SMA型，增益3dBi，电压驻波比1.5，阻抗50Ω。底盘机身预留两个符合IP67防护等级的SMA接口安装位，采用螺纹锁紧机构，支持天线快速拆装与维护。

11、设备功能扩展接口单元

底盘预留完备的外部扩展接口，包含：3个USB 3.0 Type-A接口、1个USB Type-C接口、1个HDMI视频输出接口、1个千兆以太网接口（RJ45）、1个DC 12V供电接口及1个DC 24V工业级电源接口。

（五）软件功能

1、多传感器融合与高精度SLAM系统

① 系统同步支持8种异构传感器数据融合处理，包括但不限于：激光雷达、RGB-D视觉传感器、防碰撞传感器、防跌落传感器、高精度磁导传感器、超声波测距模组及高精度里程计，实现多源数据的毫秒级同步采集、滤波及可视化显示。

② 采用自适应多算法融合SLAM架构，支持多种SLAM建图算法。融合算法应能够适应复杂环境，保证建图与导航的精度与实时性。

2、全流程可视化集成开发平台

提供可视化操作界面，可完成地图构建、路径规划、导航任务调度及视觉参数调节。支持快速搭建机器人开发环境，包括算法测试、仿真验证和设备调试。

3、企业级机器视觉算法库

预集成25类工业级视觉算法模块，包括：姿态估计、高精度整体检测、人脸识别与特效处理、三维物体识别与位姿解算、实时手势语义识别、自适应追踪、角点检测、复杂多边形轮廓提取、离散傅里叶频域分析、多尺度边缘检测、稀疏/稠密光流计算、特征点跨帧追踪、HLS色彩空间过滤、霍夫圆/直线检测、相位相关位移测量、图像金字塔采样、阈值处理及水岭分割算法等。

（六）教学资源

提供与设备完全匹配的模块化项目式课程系统，涵盖8个核心教学单元及40个以上实践任务，包含以下技术内容：

① 机器人基础开发：涵盖电气系统认知、开箱检测、嵌入式系统配置、无线通信及远程开发环境搭建；

② 机器视觉核心技术：包含图像处理基础、相机标定、增强现实、三维点云处理及现代视觉框架开发；

③ 机器人系统控制：包括机器人状态感知、运动控制及系统参数校准；

④ 激光雷达感知应用：实现障碍物感知、区域安防、动态目标跟随等典型应用；

⑤ 多模态SLAM与自主导航：支持基于激光与视觉的实时建图、高精度定位、路径规划与避障；

⑥ 深度视觉应用：包括颜色与物体追踪、结构化环境感知；

⑦ 三维视觉SLAM技术：涵盖稠密建图、语义地图构建及大规模环境拓扑导航；

⑧ 深度学习应用：包括图像分类、目标检测等神经网络模型部署与应用。

课程应提供完整代码库，并配套理论及项目任务手册，确保教学体系的完整性和技术前瞻性。

（七）硬件功能

1、本系统硬件具备高度模块化与扩展能力，可分别与不同类型实训或开发套件组合使用，实现多种智能机器人应用场景。

①集成高强度磁吸和卡扣式模块，支持与多功能AI开发套件实现快速牢固磁吸卡扣式物理连接及无损拆卸，满足重复拆装稳定性和便捷性要求；与多功能AI开发套件组合成智能巡检机器人；

②配备标准化快速安装接口，采用手扭螺丝即可完成智能分拣实训平台机械臂的模块化安装，无需使用其他工具，满足重复拆装稳定性和便捷性要求；可与智能分拣实训平台中的机械臂组合成智能协作机器人

③通过高强度磁吸和卡扣式模块，可与安防巡检实训模块组合成智能安防巡检机器人。

④通过高强度磁吸和卡扣式模块，可与迎宾导览实训模块组合成智能迎宾导览机器人。

⑤通过高强度磁吸和卡扣式模块，可与喷雾消杀实训模块组合成智能喷雾消杀机器人。

⑥通过高强度磁吸和卡扣式模块，可与送餐配送实训模块组合成送餐配送机器人。

⑦通过高强度磁吸和卡扣式模块，可与送物配送实训模块组合成送物配送机器人。

⑧通过高强度磁吸和卡扣式模块，可与工业物流配送实训模块组合成工物流配送机器人。

四、多功能AI开发套件

（一）麦克风阵列

1、阵列构成：

由环形6麦单元、麦克风主板单元和信号转接板单元组成，采用环形6麦克风阵列架构，配备6个高一致性全向MEMS数字麦克风，单元灵敏度偏差±0.5dB。阵列具备空间对称优化布局，支持360°全向声场覆盖与信号采集。

2、声源定位性能：

声音定位分辨率： 1°（全方位测角范围内，满量程误差 ±0.5°）

定位延迟： 30 ms（从声源发生至定位数据输出）

3、拾音能力：

有效拾音距离： 10 m（在 45 dB(A) 环境噪声条件下保持识别率  95%）。

动态范围： 90 dB，信噪比  65 dB(A)

4、语音交互功能：

支持同时配置 3 个唤醒词（可自定义），并支持上下文连续对话模式。

支持用户自定义指令词，并能实现离线识别（延迟  200 ms）

5、音频处理能力：

集成多级降噪算法（包括自适应噪声抑制、风噪抑制、混响抑制），并支持实时回声消除（AEC 抑制比  45 dB）。

具备本地离线语音识别功能。

6、麦克风主板单元接口参数：

外部接口以下配置：

串口接口： 1 个；

麦克风信号输出接口： 1 个；

UAC（USB Audio Class）接口： 1 个；

FPC软排线 40P接口： 1 个。

7、信号转接板单元接口参数：

Type-C数据传输接口： 1 个。

（二）扬声器

1、接口与功能

双扬声器设计，两个扬声器由一个独立 USB 接口进行控制，符合 USB 2.0 及以上规范，并支持 UAC（USB Audio Class）标准。

扬声器内置独立声卡驱动模块，实现免驱即插即用功能（在 Windows、Linux、macOS 系统下无需额外安装驱动）。

2、音频性能

扬声器单元与设备外壳声学结构耦合，设备表面开设高声透率开孔。最大输出功率3W×2。

3、可靠性与兼容性

USB 接口及内部电路具备 EMI/ESD 防护，工作温度范围 -20 ℃ 至 +60 ℃，在满功率长时间运行（ 8 小时连续播放）下，不得出现音质劣化或异常关机现象。

（三）深度相机

1、系统与兼容性

数量1个，同时支持Linux（Kernel4.15）及Windows 10/11操作系统，并提供官方SDK和ROS功能包。仅需采用USB 2.0接口，在满帧率传输状态下无任何数据丢帧或同步异常。

2、功能与算法支持

随设备提供可直接运行的相机标定例程。

提供骨骼识别示例程序，支持 18 个关键点的人体姿态检测，识别延迟  50 ms。

提供颜色识别示例程序，支持 HSV 与 RGB 色彩空间下的实时物体检测与分类，识别准确率  95%（在标准光照条件下）。

3、硬件性能

深度分辨率： 1280 × 720 @ 30 fps，深度精度  ±2 mm（在 2 m 测距范围内）。

视场角（FOV）：水平  70°，垂直  50°。

支持同步输出深度图、彩色图、红外图。

4、可靠性与环境适应性

工作温度：0 ℃ ~ +50 ℃，湿度范围 5%–90%RH（无凝露）。

设备通过 EMI/ESD 防护测试（IEC 61000-4-2 Level 4）。

运行 24 小时连续采集时，帧率下降不得超过 1%。

5、智能交互与运动控制

深度相机固定于二维电动云台之上，可实现基于手势识别的实时交互控制。系统应能够通过识别特定手势指令，控制云台进行水平与俯仰方向的自动跟踪与移动，响应延迟200ms，跟踪角度范围水平±90°、俯仰±45°。提供完整的可视化控制软件，用户可通过图形化界面快速完成设备连接与功能启用，无需专业编程基础即可实现全部交互功能。该功能与多功能AI开发套件深度融合，形成完整的开箱即用解决方案。

（四）工业摄像头

1、数量与成像规格

数量： 1 个，采用工业级设计，支持长时间连续运行。

有效像素： 800万像素（最大分辨率3840×2160，支持4K成像）。

图像传感器： 1/4英寸，具备优良低照性能。

图像帧率：  30 fps，支持多档分辨率可调，长时间运行帧率稳定性99%。

2、自动化与图像处理功能

支持自动曝光（AE）、自动增益（AGC）、自动白平衡（AWB）及快速自动对焦（AF）。

支持饱和度、锐度、亮度、对比度、伽玛及白平衡等多参数可编程精细调节，调节步进分辨率1%。

3、电气性能

工作电压： 5V（电源波动范围 4.75–5.25V 时正常工作）。

功耗：满载状态下  2.5 W，并具备过流、过压、静电防护功能（IEC 61000-4-2 Level 4）。

接口：USB2.0，支持UVC免驱协议，兼容Windows/Linux/macOS/Android等操作系统，即插即用。

（4）机械与集成适配

工业摄像头配备可快速拆装的标准化机械接口，支持与多功能AI开发套件直接刚性连接，亦可拆卸后安装于工业相机支架使用。

（五）工业相机支架

多功能AI开发套件配套提供专业工业相机支架，该支架为独立组件，可与多功能AI开发套件的工业摄像头配合使用。具体参数如下：

1、结构与尺寸

支架整体尺寸： 380 × 250 × 600 mm（长 × 宽 × 高），结构采用高强度铝合金或不锈钢材质，表面经阳极氧化或防锈喷涂处理。

支架配备内置水平仪，可实现相机安装夹具的精确水平调整（水平精度  ±0.5°）。

相机夹具采用摇动式手柄设计，可在无需工具的情况下快速实现夹板松紧调节，夹持力度可调且锁紧力矩  5 N·m。

2、光源系统

支架集成 LED 光源灯环，灯环外径尺寸  95 mm，灯珠数量  50 颗，采用高亮度工业级 LED。

光源亮度支持无级调节，调节范围覆盖全亮度 5%–100%。

3、兼容性与安装

支架应支持与1/4 英寸或 3/8 英寸螺纹的工业摄像头、云台或夹具适配。

（六）功能拓展单元

功能拓展单元集成5个USB 3.0接口，速率5Gbps且多口全速运行无降速，具独立通断/状态指示、热插拔、编程管理功能及过流/过压/短路/静电防护，单口供电900mA；支持DC 12V/5A外供，内置电源管理；提供1组5V/3A外供端口及5路数字信号通道（支持状态采集/LED驱动，可独立控制USB通断）；尺寸110mm×85mm，采用4层工业PCB及防脱落连接器。

（七）控制器

1、接口与通信功能

主频240 MHz，集成2.4 GHz Wi-Fi模块，支持IEEE 802.11 b/g/n协议，物理层传输速率150 Mbps，支持TCP/IP与UDP协议栈。配备两个Type-C接口（符合USB 2.0规范），支持数据传输与供电双功能及OTG模式，具备过流、过压、短路保护。

2、数字与电源接口

提供 40 个可编程 I/O 引脚，支持输入/输出模式、上拉/下拉电阻及高阻态的动态配置。配备 5V 与 3.3V 独立供电引脚，供电稳定可靠；所有 I/O 引脚具备过压和静电防护，提升设备抗干扰能力。

3、处理性能

片上集成512 KB SRAM，提供I²C/SPI/UART等3种串行通信接口。

4、扩展与开发支持

支持Arduino/ESP-IDF等开发框架。所有功能引脚引出至标准排针接口，支持外围模块扩展。

（八）二维电动云台

1、机构与驱动

二维电动云台与多功能AI开发套件采用一体化结构设计，集成2个高精度数字舵机，分别用于水平（Pan）与垂直（Tilt）两个自由度的独立驱动控制。舵机旋转角度 180°（单轴有效行程），在额定负载下全行程转动时间  1.5 s。驱动方式支持 PWM 信号控制。

2、机械结构

结构件采用高强度铝合金或不锈钢材质，整体承载能力  3 kg。

3、控制协议

提供 SDK 或控制协议说明，支持在 Windows 与 Linux 系统下进行二次开发控制。

（九）烟雾传感器

1、测量性能

测量范围覆盖300 ppm ~ 10,000 ppm（可燃气体浓度，包括但不限于甲烷、丙烷、丁烷等），满量程误差±3%或±50 ppm（取较大值）。响应时间（T90）10秒，恢复时间30秒（标准测试气体条件下）。支持模拟电压输出（0–5V）及数字信号输出（TTL电平）。

2、电气特性

供电电压不高于5V DC，稳定工作电流150 mA，启动电流200 mA（持续时间小于2秒）。信号输出接口具备过压、反接及静电防护。

3、结构与集成

烟雾传感器检测头暴露于多功能AI开发套件外壳表面，采用金属防护网罩设计，确保气流畅通与物理防护。

（十）酒精传感器

1、测量性能

测量范围覆盖0.04 mg/L ~ 4 mg/L酒精蒸汽浓度，满量程误差±3%或±0.02 mg/L（取较大值）。响应时间（T90）10秒，恢复时间30秒（标准测试气体条件下）。支持模拟电压输出（0–5V）及数字信号输出（TTL电平）。

2、电气特性

供电电压不高于5V DC，稳定工作电流100 mA，启动电流150 mA（持续时间小于2秒）。信号输出接口具备过压、反接及静电防护。

3、结构与安装

酒精传感器检测头暴露于多功能AI开发套件外壳表面，采用金属防护网罩设计，确保气流畅通与物理防护。

（十一）多功能AI交互控制面板

本控制面板集成5个功能按键单元，采用自锁式按钮机构与多通道LED状态指示系统。每个按键单元具备独立硬件地址编码。面板同时集成一个通用USB Host接口，支持即插即用式扩展UVC兼容设备及多类传感器，显著提升系统集成灵活性与调试便捷性，赋能多模态交互与复杂应用场景的快速构建。

（十二）光照传感器

1、功能接口

可以检测周围环境的亮度和光强度。支持模拟电压输出（0–5V）及数字信号输出（TTL电平）。

2、电气特性

供电电压不高于5V DC。信号输出接口具备过压、反接及静电防护。

3、结构与集成

光照传感器检测头暴露于多功能AI开发套件外壳表面。

（十三）高精度惯性测量单元

套件高精度惯性测量单元，集成三轴加速度计及三轴角速度计，具备以下性能：

1、运动感知性能

加速度计量程：±2g、±4g、±8g、±16g（软件可配置），

角速度计量程：±250、±500、±1000、±2000°/s（软

2、数据采集与处理

内置16位ADC及可编程数字低通滤波器；

通信接口：兼容I²C协议，设备地址可配置。

（十四）环境多参数一体化感知模组

1、多维度环境感知能力

温度测量范围：-40℃ ~ 100℃，分辨率  0.01℃，测量误差  ±0.5℃。

湿度测量范围：0 ~ 100% RH，分辨率  0.1% RH，测量误差  ±3% RH。

二氧化碳（CO₂）测量范围：400 ppm ~ 5000 ppm，分辨率 1 ppm，测量误差  ±（3%+50 ppm）。

甲醛（HCHO）测量范围：0 μg/m³ ~ 2000 μg/m³，分辨率 1 μg/m³，测量误差  ±10%。

总挥发性有机化合物（TVOC）测量范围：0 μg/m³ ~ 2000 μg/m³，分辨率 1 μg/m³，测量误差  ±25%。

PM2.5 测量范围：0 μg/m³ ~ 999 μg/m³，分辨率 1 μg/m³，测量误差  ±10%。

PM10 测量范围：0 μg/m³ ~ 1000 μg/m³，分辨率 1 μg/m³，测量误差  ±10%。

颗粒物传感器具备自动校准与温湿度补偿功能。

（十五）教学资源与课程体系

1、机器人视觉开发基础课程

提供与设备完全匹配的项目式教学课程，包含6个核心教学项目、20个实践任务模块。课程覆盖以下技术模块：

① 数字图像处理与增强：涵盖图像基础操作、空间域变换、滤波处理及视觉质量优化；

② 实时视觉系统集成：包括多源视觉传感器数据融合、开源框架适配及低延迟处理架构；

③ 三维感知与环境重构：包含深度信息标定、三维点云处理、增强现实交互及结构化标识识别；

④ 动态目标感知与追踪：实现多模态目标检测、跨帧轨迹预测、视觉导航及机器学习驱动的高精度识别；

⑤ 视觉定位与场景认知：支持无源环境建图、语义场景理解、大规模空间拓扑建模及实时位姿估计；

⑥ 工业视觉检测与执行：涵盖特征驱动分类、深度学习模型部署、点云分割及工业自动化分拣系统开发。

课程提供配套实验数据集、完整源码库、项目式教材，支持虚拟机环境一键部署，确保教学流程的完整性与复现性。

2、智能语音交互技术基础课程

提供与设备完全匹配的项目式语音交互教材，包含3个核心教学项目、8个实践任务模块。课程覆盖以下技术方向：

① 多模态语音信号处理：涵盖跨平台音频采集与重构、实时时频域分析及多维度信号可视化；

② 低功耗语音唤醒与交互：支持非特定人语音触发、多场景唤醒策略及定制化指令集识别；

③ 分布式麦克风阵列系统：包含多声道阵列拓扑优化、异构系统驱动适配及语音机器人控制集成。

课程提供配套完整源码库、项目式教材，支持虚拟机环境一键部署。

（十六）一体化调试与可视化监控平台

多功能AI开发套件配备提供完整的可视化监控软件，支持Windows操作系统环境下运行，具备图形化人机交互界面。软件应实现以下功能：

（1）多传感器数据融合显示

实时采集并显示环境多参数传感数据，包括但不限于：气体浓度（可燃/酒精/VOC等）、颗粒物浓度（PM2.5/PM10）、温湿度、三轴加速度、三轴角速度等物理量。

（2）设备控制与执行器调试

支持二维电动云台控制，可独立调整水平及俯仰角度；具备音频设备测试功能，支持麦克风阵列串口参数的读取；支持深度相机及工业相机的图像显示测试，其中内置深度相机的测试工具，可显示深度相机深度图、RGB图、红外图及点云图。

（3）系统通信与日志管理

可自动识别和监测系统内各模块通信状态；具备运行日志实时显示功能，记录系统操作、设备状态及异常信息。

软件应提供直观的设备连接引导和功能布局，无需代码编写或环境配置即可完成主要功能的调试与验证。

五、智能分拣实训平台

（一）控制器

1、主控芯片：8位内核；

2、内存（RAM）：8k × 8；

3、存储（FLASH）：256 KB；

4、连接方式：USB 串口，支持即插即用；

5、通信方式：RS485，保证稳定远程通信；

6、额定输入电源：12V/5A，过压过流保护。

（二）运动控制系统

1、机械臂自由度（不含末端执行器）：4；

2、重复定位精度：±0.1mm；

3、额定负载：650g；

4、电机类型：步进电机；

5、工作范围：最大工作半径340mm。

6、模块化集成设计：机械臂采用可拆卸式安装结构，通过快速锁紧机构与平台连接，支持与其他兼容设备进行功能组合拓展。

（三）集成式传送带控制模块

传送带主体尺寸500×100×70mm，与智能分拣平台采用一体化结构设计。集成非接触式物体检测传感器，可实现传送带自动启停功能，其中最小检测距离30mm，响应时间20ms。传送带驱动电压DC 12V±10%，无级调速，具备正反转控制功能，转向切换响应时间100ms。模块集成手动调速及方向控制接口，支持本地直接操作。

（四）教学资源

提供与智能分拣实训平台完全匹配的项目式教材，具体包括：

包含2个核心项目、10个实践任务，涵盖以下技术方向：

① 机械臂结构认知与系统配置：涵盖硬件连接测试、开发环境搭建；

② 机械臂程序控制与接口开发：包含多模式运动控制、关节与坐标控制、夹爪精准操作及功能接口编程；

③ 典型应用场景实现：支持码垛搬运等工业场景应用开发。

所有课程提供完整的项目式教材。

（五）软件功能

1、可使用Python编程语言进行控制；

2、开放通信协议和函数库；

3、支持ROS1和ROS2机器人操作系统；

4、平台可实现多颜色物体自动识别与分拣功能：支持识别3种颜色的物体，当物体置于传送带后，非接触式物体检测传感器自动检测并触发传送带停止；机械臂通过视觉系统定位并抓取物体，最终精准放置至分拣平台的分类收纳盒中。

（六）硬件功能

（1）配备高分辨率RGB摄像头及自适应夹爪，支持多特征物体识别与自主分类抓取；

（2）提供2个分类收纳盒，采用双层可拆卸结构，单体尺寸15×10×5cm，底部集成磁吸装置，通过磁吸方式可稳定固定于平台底板，用于分类存储线材及待识别物体；

（3）平台集成防护舱与基座，形成紧凑型桌面实训系统，具备防尘、防溅洒及安全防护功能，适配多种教学与实验环境；

（4）设有多功能磁贴区域，面积16×10cm，支持磁性教具、任务卡片及流程图的吸附与展示，提升教学交互性和操作可视性。

六、多场景协作机器人仿真平台（基于实际场景的机器人轨迹模拟与验证系统）

（一）仿真软件

基于实际场景的机器人轨迹模拟与验证系统

1、仿真软件基于 ROS Noetic 系统，使用过程中无需输入终端命令，仅需编写 Python 代码，并通过 UI 界面操作即可实现机器人及场景的便捷控制。

2、仿真软件包含视觉任务功能:

（1）提供一个专门用于视觉任务的Gazebo场景，包含协作机器人及抓取平台；

（2）提供基于Python的视觉任务程序，内置25个实验并带有相应的实验手册，包括OpenCV图像处理、深度摄像头画面读取、ROS物体颜色识别等；

（3）提供颜色阈值调试工具，可选择RGB或HSV模式调节机械臂摄像头画面中颜色阈值；

（二）仿真模型

1、提供一个四轮结构的协作机器人模型，具备以下关键配置:

（1）搭载六轴的机械臂，机械臂末端配有夹爪，并集成深度摄像头；

（2）主体机器人配备深度摄像头和激光雷达，用于环境感知和导航； 

2、仿真平台支持多种机器人模型：

（1）提供9种机械臂模型；

（2）提供协作机器人模型及底盘模型；

（3）所有模型均可直接加载到Gazebo仿真环境中进行展示；

（三）可视化平台

1、提供可视化平台，可实时显示以下信息:

（1）机械臂状态、机器人位姿，并支持通过拖动机械臂实现快速调试测试；

（2）主体深度摄像头和机械臂末端摄像头的实时画面；

（3）激光雷达生成的环境点云数据；

2、支持通过可视化平台鼠标拖动，直接控制机器人进行平移和旋转；

（四）仿真应用场景

1、提供基于Gazebo仿真环境的应用场景，10种场景，同时场景中集成协作机器人模型；

 2、所有场景均支持SLAM导航与地图构建：

（1）提供Gmapping、Hector等建图算法；

（2）支持基于已有地图的导航，以及无图导航的功能；

（3）提供一键保存地图的功能，支持将地图以文件形式本地存储；

3、场景支持Python接口，提供30个接口函数，支持机器人位置初始化、场景任务编程控制等功能，用户可进行二次开发；

4、仿真平台具备仓库管理场景：

（1）场景包含闸门模型，12个AR码及对应托盘，用于模拟仓库场景；

（2）支持通过Python接口控制闸门开关及完成基于颜色识别的抓取流程；

七、安防巡检实训模块

（一）工业云台

1、成像系统配置参数

①图像传感器：采用1/2.8英寸高性能CMOS传感器，配合先进的图像处理算法，确保输出图像细节丰富、色彩还原真实，满足全天候监控需求。

②有效像素：200万像素，支持1920×1080全高清分辨率，可清晰捕捉远距离目标细节。

③光学变焦：25倍光学变焦（4.8mm-120mm），配合数字变焦可实现更大范围的细节观察，减少设备部署数量。

④最低照度：彩色模式下0.05Lux@F1.6，黑白模式下显著更低，确保在低照度环境下仍能获得清晰图像。

2、光学系统特性

①日夜转换：采用一体化ICR双滤光片自动切换机构，实现真正的日夜两用监控。

②宽动态范围：支持120dB宽动态范围，配合3D数字降噪技术，在逆光、强光等复杂光照环境下仍能保持图像细节清晰可见。

③自动聚焦：支持自动快速聚焦，确保变焦过程中图像始终保持清晰。

④白平衡调节：支持自动/手动/自动跟踪/室外/室内/钠灯多种模式，准确还原色彩。

3、云台机械性能

①水平转动范围：360°无限位连续旋转，无监控盲区，单台设备即可实现全方位覆盖。

②垂直转动范围：-90°～+90°，实现立体空间无死角监控。

③运行速度：水平0°～100°/s，垂直0°～60°/s无级变速，满足快速定位需求。

④预置位精度：256个预置位，定位精确，可满足多场景监控需求。

4、智能功能特性

①智能编码：支持H.265高效压缩算法，极大降低码率，节省存储空间和网络带宽。

②断电记忆：支持断电记忆功能，确保设备重启后自动恢复工作状态，提升系统可靠性。

5、网络功能特性

①视频压缩：支持H.265高效压缩算法，在保证图像质量的同时大幅降低码率，节省存储成本。

②网络协议：支持TCP/IP、HTTP、HTTPS、FTP、SMTP等网络协议，方便系统集成。

③安全认证：采用三级权限管理，确保系统安全可靠。

④接口丰富：提供丰富的接口，方便功能扩展，可无缝接入主流平台和其他网络设备。

6、环境适应性

①工作温度：-40℃～+60℃宽温设计，适应各种恶劣环境。

②防护等级：IP67防护等级，防尘防水，满足户外使用要求。

③防雷保护：符合GB/T17626.5防雷击浪涌标准，确保设备安全。

④湿度范围：10-90%相对湿度，适应潮湿环境使用。

7、扩展性能

①通信接口：支持网口通信，方便外部设备控制。

②电源适应性：AC24V±25%或DC10V-DC30V宽电压输入，适应不同供电环境。

④功耗控制：最大功耗40W。

8、可靠性保障

①自动恒温：内置自动温控装置，确保设备在极端温度下稳定运行。

②防抖动设计：采用精密传动机构，确保图像稳定不模糊。

③长寿命设计：关键部件采用工业级设计，确保长期连续运行。

④设备异常检测：支持设备异常自动检测功能，提高系统维护效率。

（二）控制器

1、核心处理与无线通信性能

①采用高性能双核处理器架构，工作主频240MHz，确保复杂任务处理的实时性与高效性。

②集成2.4GHz无线通信模块，兼容IEEE 802.11 b/g/n协议，支持Station、SoftAP等多种联网模式，物理传输速率150Mbps，完整支持TCP/IP及UDP协议栈。

2、多功能接口与电气特性

①配备2个全功能Type-C接口，符合USB 2.0规范，支持数据传输、充电及OTG主机模式，集成过流、过压及短路保护电路。

②提供40个多功能可编程GPIO，支持数字输入/输出、ADC采集、PWM输出、电容触摸等模式，支持软件配置上拉/下拉电阻及高阻态。

③具备独立的5V与3.3V电源输出引脚，可为外设提供稳定供电，所有I/O口均具备±8kV ESD防护及过压耐受能力。

3、存储与通信外设资源

①集成512KB高速SRAM，满足实时数据处理及多任务运行需求。

②提供丰富的外设接口：包括3路UART、2路I²C、2路SPI，支持多外设并行操作与扩展。

4、系统开发与生态兼容

①支持Arduino、ESP-IDF等主流开发框架。

②所有功能信号均引至2.54mm标准排针，支持扩展板与自定义功能模块快速接入，具备良好的系统兼容性与灵活性。

③支持固件空中升级（FOTA），可通过网络实现远程维护与功能更新。

（三）环境综合监测单元

1、多元环境参数采集能力

①温湿度监测能力：支持-40℃至100℃宽温域检测，最小识别温度变化0.01℃，全场精度保持在±0.5℃以内；可同步测量0-100%RH湿度变化，分辨精度0.1%RH，全场误差±3%RH。

②气体成分监测体系：CO₂监测覆盖400-5000ppm浓度区间，识别精度1ppm，综合误差±(3%+50ppm)；甲醛监测范围0-2000μg/m³，分辨率1μg/m³，系统误差控制在±10%以内；TVOC检测范围0-2000μg/m³，分辨率1μg/m³，最大容许误差±25%。

③悬浮颗粒物监测性能：PM2.5检测量程0-999μg/m³，PM10检测量程0-1000μg/m³，均具备1μg/m³分辨能力，系统测量偏差±10%，内置温湿度补偿及自动校准机制。

2、动力采样与电气特性

①采用内置动力循环采气设计，集成于主风道进气端口使用。

（四）乙醇气体检测单元

1、综合性能描述

本单元为工业与消费电子领域适用的气体探测解决方案，采用高灵敏度检测原理，可准确识别环境中的乙醇蒸气浓度变化。模块具备快速响应与稳定输出特性，适用于实时监测与控制系统集成。

2、探测性能指标

①有效探测区间为0.04–4mg/L乙醇蒸气，全量程精度误差±3%或±0.02mg/L（取较大值）。在标准测试环境下，达到稳态读数的时间10秒，信号回落至基线所时长30秒。

②具备双模式输出：0–5V模拟电压信号及标准TTL数字信号，可适配多种类型的控制与采集系统，支持用户定制化校准与参数配置。

3、运行电气参数

①采用标准5V直流供电，常规运行功耗100mA；启动时瞬态电流150mA（持续时间低于2秒），适合嵌入式系统与便携设备应用。

②输出端口集成多重防护机制，含过压抑制、反接保护及静电防护，确保在复杂电气环境中的长期稳定运行。所有接口符合工业级防腐蚀与抗氧化要求。

4、机械集成与适应性

①传感元件采用开放式设计，直接暴露于设备外壳表面，并加装不锈钢防护网罩，在保障探测灵敏度的同时实现IP54级防尘防水与物理防护。

②模块提供标准安装孔位，支持垂直或水平方向固定。

（五）可燃气体探测

1、综合功能描述

本单元为用于探测多种可燃气体（含甲烷、丙烷、丁烷等）的一体化传感器，适用于工业安全监测、智能家居及物联网环境。模组具有高灵敏度与快速响应特性，支持实时浓度监测与危险阈值报警，可无缝集成于各类气体检测系统中。

2、探测性能指标

①探测气体及量程：支持甲烷、丙烷、丁烷等多种可燃气体，探测范围300–10000 ppm，全量程误差±3% 或 ±50 ppm（以较大者为准）。

②响应与恢复性能：在标准测试条件下，T90响应时间10秒，恢复时间30秒，具备良好的动态响应能力。

③输出方式：同时提供0–5V模拟电压输出及TTL电平数字信号输出，支持阈值可调报警功能，用户可通过外部电路或控制器设定报警点。

3、接口与电气特性

①供电参数：额定电压5V DC，稳态工作电流150 mA，最大启动电流200 mA（持续时间＜2秒），支持低压与反相保护。

②信号接口：所有电气输出端口具备过压保护、反接保护及ESD防护（接触放电8kV），符合工业环境电磁兼容性要求。

（六）声音感测单元

1、功能概述

本单元为用于实时监测环境声音强度的一体化感测单元，适用于工业噪声监测、智能安防、语音唤醒识别及物联网设备声音触发等场景。模组可输出标准模拟及数字信号，支持用户根据声音强度实现自动控制与报警功能。

2、性能指标

①声压检测范围：50–100 dB；

②频率响应：100Hz–4000Hz（人声主要频段）；

③测量误差：全量程范围内 ±5%；

④输出信号：同时提供0–5V 模拟电压输出及 TTL 电平数字信号输出，支持阈值可调触发功能；

⑤数字输出：无声音时输出高电平（1），检测到声音时输出低电平（0）。

3、结构与集成规范

①感声元件直接外露于设备外壳表面，配装防尘防潮声学滤网，确保声波传递准确性；

②集成高精度电位器，支持灵敏度调节（顺时针提高灵敏度，逆时针降低）；

③提供标准2.54mm排针接口，支持贴装或插装集成。

（七）环境光感测单元

1、功能概述

本单元为用于实时监测环境光照强度的一体化感测单元，适用于智能照明控制、室内环境感知及物联网设备光强反馈等场景。模组可输出标准电信号，支持用户根据环境亮度实现自适应调光与节能控制。

2、性能指标

①光谱响应范围：400nm–700nm（典型人眼可见光敏感区间）；

②照度量程：1–65535 Lux；

③测量误差：全量程范围内 ±5%；

④输出信号：同时提供0–5V 模拟电压输出及 TTL 电平数字信号输出，支持即插即用与阈值触发功能。

3、电气特性

①额定电压：5V DC，静态工作电流  30mA，支持低功耗模式；

②信号接口具备过压保护（OVP）、反接保护及静电防护，符合工业级电磁兼容要求。

八、迎宾导览实训模块

（一）工业触屏显示屏

1、显示单元基本规格

①屏幕尺寸：10.1英寸工业级全贴合硬屏，采用先进的OGS全贴合技术。

②物理分辨率：1280×720。

2、显示性能参数

①色域覆盖：100% sRGB高色域覆盖，色彩还原准确饱满，画面生动逼真。

②可视角度：178°超宽视角，水平垂直各方向均无色偏现象。

③响应时间：灰阶响应时间5ms，动态画面无拖影。

3、先进触摸性能特性

①触摸技术：采用高性能电容式触摸屏，支持多点触控。

②触控精度：触控精度±1mm，响应时间3ms。

（二）控制器

1、核心处理与无线通信性能

① 采用高性能32位处理器架构，工作主频80MHz，确保物联网应用的实时处理需求。  

② 集成2.4GHz无线通信模块，兼容IEEE 802.11 b/g/n协议，支持Station、SoftAP及混合模式，最高物理层传输速率72.2Mbps，完整支持TCP/IP协议栈及UDP传输。

2、多功能接口与电气特性

① 配备1个Type-C USB接口，符合USB 2.0规范，支持程序烧录、串口调试及5V供电，集成过流保护电路。

② 提供多个可编程GPIO，支持数字输入/输出、ADC采集、PWM输出、I2C及SPI通信，支持软件配置上拉电阻模式。

③ 具备独立的3.3V电源输出引脚，可为外设提供稳定供电。

3、存储与通信外设资源

① 集成64KB SRAM；板载外部SPI Flash，满足物联网设备数据缓存及固件存储需求。

② 提供丰富的外设接口：包括2路UART、1路I²C、1路SPI，支持常见传感器与外设扩展。

4、系统开发与生态兼容

① 支持Arduino IDE、PlatformIO等主流开发环境，提供完整的SDK及开发库文件。

② 所有功能信号均引至2.54mm标准排针，支持面包板快速原型开发，具备良好的生态兼容性。

③ 支持OTA空中升级，可通过Wi-Fi网络实现远程固件更新与维护。

5、电气特性与功耗

① 工作电压：3.3V ±10%；

② 工作电流：持续模式80mA，睡眠模式<20μA；

③ 工作温度：-40℃ ~ 85℃；

④ 射频功率：+20dBm（802.11b模式）；

6、软件功能支持

① 内置LwIP轻量级IP协议栈。

② 支持STA/AP/STA+AP三种网络模式。

③ 支持Smart Config智能配网功能。

④ 提供完整的AT指令集支持。

（三）多功能高速扩展单元

1、核心性能参数

扩展单元配置4路符合USB 3.0标准的高速数据接口，单端口理论传输带宽5Gbps，支持多端口并发读写操作。电源输出满足四端口总电流5A、单端口最大输出2.5A的负载能力，并支持智能动态功率分配。输入电压范围覆盖6-26V DC（公差±0.5V），整机转换效率在满载条件下85%，且集成高效稳压及滤波电路。

2、安全防护与可靠性

单元具备多重保护机制，包括过温保护（触发阈值85℃±3℃）、输出短路保护（响应时间100μs）、过流保护（精度误差±5%）及过压保护（28V触发），并全面支持防反接功能。

3、结构规范

单元物理尺寸控制在65mm×56mm×25mm以内，全开放设计，保障散热性能，支持导轨与螺丝双模式安装。提供1套完整单元，每套含安装配件及连接线缆。

（四）智能影音采集模组

1、核心成像与音频性能

本模组采用高性能图像传感器，具备800万有效像素（最高分辨率3264×2448），支持自动对焦与多视角100°。配备双数字麦克风，支持定向拾音与降噪处理，可在1080P分辨率下实现30fps流畅视频采集，动态范围达72.5dB，适用于高清影像与音频同步采集场景。

2、接口协议与系统兼容性

模组采用USB2.0接口与UVC协议，免驱即插即用，支持MJPEG/YUY2视频格式。全面兼容Windows、Linux、Android、macOS及树莓派等操作系统，并支持手机OTG连接，提供灵活的系统集成方案。

3、结构与电气特性

模组尺寸62mm×9mm，采用紧凑型嵌入式设计，支持板对板连接或USB直连。工作电压5V±5%，功耗低于1.5W，工作温度范围0℃~60℃，具备良好的散热与电气稳定性。

（五）扬声器

本USB扩音扬声器额定阻抗为4欧姆，功率5瓦，内置USB声卡支持即插即用，无需额外驱动即可兼容主流控制器和笔记本电脑；采用正反面低音振膜设计增强低频响应，产品尺寸100mm×52mm×40.5mm（长×宽×高），兼顾大音量输出与便携安装特性。

九、喷雾消杀实训模块

（一）工业级加湿器

1、核心性能与容量

本工业级加湿器专为AI智能机器人综合实训底盘集成场景设计，采用超声波雾化技术，雾化量1500ML/H，配备15升模块化水箱，支持AGV移动过程中持续加湿作业。底盘采用磁吸与卡扣双重固定结构，支持AI智能机器人综合实训底盘快速拆装与精准定位，确保在移动振动环境下依然保持稳定连接。  

2、智能控制与协同

设备支持AI智能机器人综合实训底盘控制系统通过有线接口实时接收控制指令，并反馈运行状态。具备智能控制功能，可根据AI智能机器人综合实训底盘所在区域环境自动调节雾化，并支持与底盘调度系统联动，实现按区域、按时间段的精准加湿策略。

3、结构设计与移动适应性

加湿器整体采用低重心防倾覆设计，外形尺寸与AI智能机器人综合实训底盘兼容，适配AI智能机器人综合实训底盘载重需求。电气接口预留供电与信号连接接口，支持直流低压输入（12V DC）。所有线缆具备防拉扯设计，适应移动场景。

十、送餐配送实训模块

1、配送管理核心处理性能

本模块采用高性能处理器架构，配备充足的运算资源以支持送餐场景中的订单处理、路径规划和任务调度需求。通过AI智能机器人综合实训底盘通信模块的集成，支持协同配送和实时数据交互，满足送餐系统对实时性和稳定性的要求。

2、多功能接口与机械集成

模块提供丰富的接口资源，支持显示屏、传感器和执行器等拓展设备的连接，满足送餐过程中的信息展示和环境感知需求。采用磁吸与卡扣式复合结构，可与实训底盘快速对接，确保配送过程中的稳定性和可靠性。

3、通信外设配置

提供串口通信接口，可实现与底盘控制系统、环境传感器和上层管理系统的数据交互，满足送餐场景中的多设备协同需求。

十一、送物配送实训模块

1、配送控制与通信性能

实训模块采用高性能处理器架构，具备充足的运算能力以支持送物场景中的多任务调度和实时决策需求。

2、执行机构与机械系统

模块配备大扭矩数字电机作为核心执行机构，提供足够的输出力矩以确保货舱的可靠开合。全金属传动结构保证长期运行的稳定性，堵转保护功能可有效防止电机过载损坏。机械系统采用模块化设计，通过磁吸与卡扣双重结构，可与AI智能机器人综合实训底盘实现快速对接与稳定集成，支持快速拆装和维护，满足实训环节的重复使用需求，使学生能够深入了解机器人执行机构的工作原理。

3、接口资源与扩展能力

控制器提供丰富的接口资源，支持显示屏、传感器和各种拓展外设的连接。满足送物实训中的各种扩展需求，培养学生的系统集成能力和创新思维。

十二、工业物流配送实训模块

1、智能控制与协同性能

本实训模块采用一体化供电设计，直接从AI智能机器人综合实训底盘获取电源，实现了真正的机电一体化集成。模块搭载高性能处理器，具备多任务调度和实时数据处理能力，通过串口通信支持与底盘控制系统的稳定数据交互。为学生提供工业级物流配送系统的完整体验。

2、称重检测与物料管理

模块集成高精度称重传感器，采用24位A/D转换器芯片，支持最大20kg量程的物料重量检测。传感器具备两路差分输入通道，内部集成128倍增益可编程放大器，测量精度可达克级。通过合金钢材质和稳定性能设计，可准确检测物料重量变化，帮助学生掌握物流配送中的重量监测技术和库存管理方法，为后续智能货物识别功能开发奠定基础。

3、一体化接口与扩展设计

采用内置线束管理系统，所有电源和信号线缆均隐藏在模块内部，通过标准串口连接器与底盘系统对接。提供多路串口扩展接口，支持显示屏、传感器及多种外设的连接。模块采用统一的串口通信协议，便于功能扩展和系统升级，满足物流配送实训中的多样化需求，培养学生的系统工程思维和实践能力。

4、集成设计与运行保障  

模块采用磁吸与卡扣式复合结构，可与AI智能机器人综合实训底盘快速对接与稳定集成，满足工业环境对设备可靠性的要求。一体化的供电方案和内置线束设计，既保证设备可靠性又提升美观度。模块具备良好的抗震性和环境适应性，满足工业物流场景的实训需求，为学生提供真实可靠的实践平台。

十三、课程资源

1、《服务机器人机械设计》

课程包括教材和设计软件安装包、机器人（迎宾等三种机器人）设计与建模资料，教学资源应包含5个项目14个任务的教学资源及配套；

2、《ROS 系统开发实践》

教学资源应包含教材、习题册及11个项目27个任务的PPT；

3、《Linux 系统开发》

教学资源应包含教材、题库、源代码、30个教学教案、可以支持90学时的实训指导书及授课计划；

4、《Python语言程序设计》

教学资源应包含教材、项目PPT 及软件安装包；

5、《OpenCV计算机视觉基础教程(Python版)》

教学资源应包含软件资源包、9个课程的源代码、10个教学资料PPT；

6、投标文件中提供《服务机器人机械设计》、《ROS 系统开发实践》、《OpenCV计算机视觉基础教程(Python版)》教学资源明细清单及情况说明等证明材料。

十四、培训与服务

1、培训满足人工智能+智能机器人实训室建设参数；

2、培训包含以下内容：

（1）ROS机器人操作系统基础讲解；

（2）模型训练与部署的理论与实践；

（3）智能设备底盘实验平台的应用；

（4）AI视觉抓取与多场景应用；

（5）人工智能学习平台应用。