智能网联传感器实训室技术需求

智能网联传感器实训室技术需求1.需求清单序号名称单位数量1激光雷达传感器实验台套22智能道路实训系统套13智能网联实验箱套34智能网联测试系统台12.具体参数要求序号名称参数/介绍1激光雷达传感器实验台激光雷达1、16线激光雷达≥150m2、水平角度分辨率：5Hz:0.09°;10Hz:0.18°;20Hz:0.36°3、扫描速度：5Hz10Hz20Hz4、通信接口：以太网，PPS5、供电范围：+9V+36VDC6、操作温度：-20+607、存储温度：-40°到85°8、冲击：500m/sec²,11ms9、振动：5Hz2000Hz,3Grms10、防护等级：IP⁶7二、显示装置1、显示装置尺寸：不小13.3寸2、信号接口VGA/HDMI3、工作温度:0-50°4、配套操控按键5、最大功率：12W三、上位机软件1、激光雷达结构原理认知2、激光雷达安装3、激光雷达配置与标定2智能道路实训系统一、产品参数（智能小车10台）

1、外壳材料：合金、塑料。

2、驱动方式：四轮麦克纳姆轮驱动，轮胎直径60mm。

3、电源：11.1V3000mAh锂电池、含充电器、18650锂电池、带保护板、能有效防止过充/过放/短路/过流。

4、控制模块：高性能处理器，兼容Arduino主控板。

5、视觉模块：内置高性能四核处理器，高速神经网络处理器，3W扬声器，串口1个，USB接口1个，可实现双车道识别，颜色识别，颜色跟踪，交通标志识别，数字识别，图像识别，开放神经网络分类器，可自定义识别图像内容。

6、扩展机械臂

（1）自由度：3轴；

（2）大扭矩舵机：扭矩20kg·cm，额定电压7.4v，角度180°，2枚；

（3）夹子舵机：扭矩2kg·cm，额定电压5V，角度180°，1枚；

（4）舵机驱动模块：驱动芯片PCA9685PW，4路3pin防反接舵机接口、其中3路输出7.4v、1路输出5V，1路I2C防反接信号接口。

7、传感器

（1）超声波传感器：1路AI信号、测量范围5-50cm、配有4pin防反接接头；

（2）红外测距传感器：2路AI信号、测量范围5-30cm、配有3pin防反接接头。

8、执行器：130减速电机，额定电压12V，减速比1:90，额定转速175rpm，自带霍尔编码器，4枚。

9、编程环境：控制编程采用Mixly0.98版本及以上，图形化编程界面，兼容arduinoIDE，建议在Windows系统上使用；计算机编程，Python。二、产品参数（道路场景2套）1、场地材质：可拼接EVA赛道模块，共计26块2、模块规格：≥长度440mm宽度440mm，厚度10mm。3、车道规格：≥车道宽度200mm，引导线宽度20mm。4、任务场景：环保卫士，外卖骑手，气象站，神奇出租车，道路工程队，集装箱码头，建筑工地。5、任务模型：垃圾桶模型红色1个，垃圾桶模型蓝色1个，集装箱模型3个，外卖盒模型1个，指示牌模型6个，工程装置模型2个，纸杯3个6、纸杯规格：≥高度8.5cm，长口径7.5cm，下口径5cm，颜色红色、蓝色、绿色各一个7、识别图像：公园贴纸，办公区贴纸，晴天贴纸，阴天贴纸，左转路标贴纸，右转路标贴纸，数字1贴纸，数字2贴纸，数字3贴纸三、实训室管理系统1、全面支持Windows全系列操作系统，包括Windows7(x86&x64)、Windows8(x86&x64)、Windows8.1(x86&x64)、Windows10(x86&x64)，只需双击一次安装程序即可自动完成安装，软件升级无需重装即可通过教师端一键完成。系统界面风格简约易懂，操作简单，教师端多频道登陆实现合班教学，无需学生端操作修改参数，老师临时有事可以用手机APP进行监控，可执行屏幕广播、远程开关机、远程桌面、黑屏肃静等功能。2、采用高品质语音编码和传输技术，广播教学流畅无延时，支持全屏广播、窗口广播、指定区域广播、语音广播、网络影院、视频直播、学生演示、示范教学、电子白板，要求广播图像及语音无延时，接收屏幕广播及语音广播的各学生端桌面画面及耳机声音同步，支持DirectDraw、Direct3D、OpenGL、3DMax、AutoCAD、Flash、DVD光驱等内容广播，网络影院支持的视、音频模式需要满足：flv、rmvb、mp4、mkv、mov、avi、wmv、asf、rm、3gp、mpg、swf、mpeg；wav、mp3、wma、aac、flac、ape。支持摄像头、CD\DVD等外部设备作为视频教学的发射源；电子白板教学时，自动开启语音教学。3、广播参数设置支持教师端和学生端双显示器广播模式；广播时支持教师端和学生端显示CPU、内存等资源占用；在窗口广播的模式下，学生端可以自主使用快捷键切换接收窗口的属性：全屏显示、窗口显示等；当教师端的桌面与学生端的桌面分辨率不一致时，作为接收端的学生端桌面会自动同步教师端的分辨率。4、支持屏幕录制、电子点名、存储与应用不同的班级模型，切换学生端视图显示方式，支持向预设路径派发与回收作业、以及执行文件传输功能发送文件或文件夹。5、支持分组管理，对学生进行分组、添加成员、设置组长，并且给组长设置教学的屏幕广播、语音广播、网络影院、视频直播、远程桌面等功能权限；老师可以随时删除分组或更改分组成员的所属分组。老师可以直接套用分组进行分组教学，也可以设置12个不同的主题（包括文本、图片、媒体等素材）进行分组讨论，老师可以随时加入讨论，支持语音+文字讨论模式。6、支持随堂测试及考试。考试包含试卷编辑、执行考试、自动评分、答卷分析、成绩分析、问题分析、显示答案、成绩打印、储存试卷多个系统；试卷编辑支持简体中文、英文、日文等多种语言，老师不需装软件可以在家编辑试卷，可编辑选择题、填空题、问答题、口试题、图片选择题、连线题、选错题、主观题等多种题型，可导入各类文件作为试题附件。支持word试题导入；考试支持ABCD卷，指定不同学生对不同考试内容进行测试。支持添加音视频，设置播放时间，支持模拟大学英语四六级考试，支持暂挂考试。考试前统一学生电脑时间与教师端一致。7、远程管理支持远程桌面、远程遥控、远程设置、远程命令、远程开关机、远程注销、远程重启、远程登录windows、远程修改admin密码、远程关闭应用程序、远程上网限制、远程U盘限制、远程光驱限制、远程程序限制、远程卸载学生端程序。远程桌面支持教师端可以「全屏/窗口」方式「轮流/顺序」监看学生端的电脑桌面并可以自定义学生端桌面显示的分辨率，教师端可在监看学生端桌面时远程发送「Ctrl+Alt+Del」键、进行文件传输、截屏操作，远程遥控支持剪切板同步以及群组遥控。8、上网记录支持在教师端可以获取学生计算机访问的网址、IP等地址，可以按照时间限制条件及指定的网址筛选记录，并支持导出上网记录生成报表，供老师分析学生上网记录。9、资产管理支持教师端可以批量获取所有学生端的软、硬件资产信息，当学生端的软、硬件资产信息发生变动时，程序可以智能地判断出详细的变动资讯，资产管理支持按照不同类别导出报表，可以针对软件资产进行批量统计安装的学生端数目等，方便老师实时关注机房的资产使用状况。10、远程信息支持教师端可以远程动态获取学生端的系统信息(包括：计算机名、当前登录用户名、IP地址、Mac地址、操作系统、Cpu信息、PF使用量、CPU使用动态波形)、磁盘信息(包括：磁盘的个数，磁盘分区大小明细、文件系统格式、空间使用情况信息)、进程信息(当前学生端计算机运行的所有进程信息，可以远程结束进程)。四、智能网联课程资源包

提供课程教材、教案、课程PPT。1、课程简介课程将智能网联人工智能视觉识别和机械臂抓取技术融合到课堂教学中，利用先进的项目式学习与5E教学法，将视觉识别的理论、方法、技术及应用拆分解构，转换为符合学生认知的课程体系。通过智能车的移动，结合机械臂控制实现了从定点抓取到移动抓取的过程，结合智能车已实现的避障、视觉识别等功能，实现车辆智能控制，机械臂智能抓取。课程将机械臂使用、车辆改造、编程、内部比赛融为一体，课程设计包含倒车入库、颜色识别、定向抓取、环保卫士、急救先锋、道路工程队、集装箱码头等任务场景。学生在动手组装智能车的过程中，学习掌握了智能车的组成结构、机械原理与元器件知识，并通过模块化编程软件Mixly编写程序，实现不同的智能车应用与功能。

2、课程内容（1）激光雷达系统工作原理及整体功能结构认知。（2）激光雷达传感器工作原理及内部结构认知（3）激光雷达系统各部件联结实训（4）激光雷达系统各部件联结故障设置实训（5）激光雷达输出信号标定（6）激光雷达信号扫描避障模拟实训（7）激光雷达系统结构、原理学习（8）RFID模块实训（9）红绿灯模块项目（10）GPRS模块实训（11）超声波雷达模块（12）毫米波雷达模块实训（13）激光雷达模块实训（14）蓝牙模块实训（15）WiFi模块实训项目（16）人脸识别模块项目（17）语音识别模块项目（18）陀螺仪模块实训3智能网联实验箱（核心产品）工作电压：DC12V±5%；工作电流：约2A；工作环境：环境温度：0℃～40℃；空气相对湿度：≤85％；5、实验箱采用开放式、模块化的设计理念，学生可以在实验箱上真实的操作和验证离线语音对话的基本原理、视觉摄像头人脸的原理的原理、单线激光雷达的基本工作原理、RFID停车场识别原理。6、另外本实验箱和本次招标的智能小车可以进行交互，可以互换激光雷达，达到实验箱和智能小车相互交互的效果。7、实验内容：包含11个常用的智能网联教学模块。（1）离线语音识别模块：原理：嵌入式语音识别系统都采用了模式匹配的原理。录入的语音信号首先经过预处理，包括语音信号的采样、反混叠滤波、语音增强，接下来是特征提取，用以从语音信号波形中提取一组或几组能够描述语音信号特征的参数。特征提取之后的数据一般分为两个步骤，第一步是系统“学习”或“训练”阶段，这一阶段的任务是构建参考模式库，词表中每个词对应一个参考模式，它由这个词重复发音多遍，再经特征提取和某种训练中得到。第二是“识别”或“测试”阶段，按照一定的准则求取待测语音特征参数和语音信息与模式库中相应模板之间的失真测度，最匹配的就是识别结果。（2）视觉识别模块：原理：先确定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官轮廓的大小、位置、距离等属性，然后再计算出它们的几何特征量，而这些特征量形成一描述该面像的特征向量。（3）单线激光雷达原理：LIDAR是一种集激光，全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM。这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。它又分为目前日臻成熟的用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统，这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量，这也正是LIDAR一词的英文原译，即：LIghtDetectionAndRanging-LIDAR（4）毫米波雷达原理：毫米波振荡器产生毫米波（8mm）振荡，设其频率为f0，经隔离器加至环行器，再由天线定向辐射出去，并在空间以电磁波形式传播，当此电磁波在空间遇到目标（弹丸）时反射回来。如果目标是运动的，则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比的多普勒频率fd，使反向回波频率变为f0±fd（目标临近飞行取“+”，目标远离飞行取“%”），此回波被天线接收下来，经环行器加至混频器，在混频器中与经环行器泄漏的信号（作为本振信号）f0进行混频。混频器为非线性元件，其输出有多种和差频率，如fd，f0±fd，2f0±fd，…，等，经前置放大器选频得多普勒信号（频率为fd），再经长电缆（长50～100m）送至预处理系统的主放大器，主放大器附有自动增益控制与手动增益控制电路。手动增益用来调整放大器的总增益，自动增益控制用来增加放大器的动态范围。（5）超声波雷达原理：超声波雷达的工作原理是通过超声波发射装置向外发出超声波，到通过接收器接收到发送过来超声波时的时间差来测算距离。目前，常用探头的工作频率有40kHz,48kHz和58kHz三种。一般来说，频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般采用40kHz的探头。超声波雷达防水、防尘，即使有少量的泥沙遮挡也不影响。探测范围在0.1-3米之间，而且精度较高，因此非常适合应用于泊车。（6）蓝牙模块原理：蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题（7）Wifi模块原理：无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网技术，以前通过网线连接电脑，而Wi-Fi则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为热点。（8）Gprs模块原理：基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”“按量计费”“快捷登录”“高速传输”“自如切换”的优点。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。（9）陀螺仪模块：原理：一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫做陀螺仪。陀螺仪在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。（10）红绿灯模块原理：按照设定时间长度进行三色灯光循环切换。（11）RFID模块原理：标签进入阅读器后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。8、试验箱需配备智能电源管理器，要求如下：（1）技术要求

尺寸：根据安装环境选择

供电：220VAC

功率：10W

电压量程：AC

1~300V

电流量程：10mA~10A

输出功率：≤2200W（可外接交流接触器，控制大功率设备）

测量精度：

1）电压、电流、功率：+/-

1.0%；

2）有功电度：1级

3）电流能断能力：10A

通式方式：TCP/IP（2）功能要求：

1）实现供电仪器设备的插卡取电，拔卡断电；

2）能实现对设备用电的用电量统计。4智能网联测试系统一、功能要求1、支持控制平台运动；2、支持gmapping建图；3、支持cartographer建图；4、可以实现自动泊车功能；5、支持远程桌面控制；6、具有路线巡逻功能；7、具有定点导航功能；8、具有障碍检测功能；9、可通过SLAM定位建图与RGB深度相机的VSLAM技术，了解自动驾驶开发逻辑；二、硬件参数要求1、深度摄像头1.1深度范围：0.6m-8m；1.2功耗：≤2.5W；1.3精度：1m:±1-3mm；1.4数据接口：USB2.0；1.5工作温度：10℃-40℃；1.6支持操作系统：Android/Linux/Windows；1.7视频接口：UVC方式；2、激光雷达2.1测距频率：9000Hz；2.2扫描频率：5Hz-12Hz；2.3测距半径：0.12m-16m；2.4扫描角度：360°；2.5角度分辨率：0.2°-0.48°；2.6供电电压：4.8V-5.2V；2.7工作温度：0