2022年全國職業(yè)院校技能大賽-機器視覺系統應用賽項規(guī)程

全國職業(yè)院校技能大賽賽項規(guī)程

一、賽項名稱

賽項編號：GZ-2022024

賽項名稱：機器視覺系統應用

英文名稱：ApplicationofMachineVisionSystem

賽項組別：高職組

賽項歸屬產業(yè)：制造業(yè)/電子信息產業(yè)

二、競賽目的

機器視覺系統是工業(yè)自動化關鍵技術。機器視覺系統近年發(fā)展極

為迅猛，被廣泛應用于智能制造、智慧農業(yè)、智慧城市、智慧交通、

智慧安防等諸多領域。機器視覺系統與其他自動化設備相結合，可以

支撐更大規(guī)模的工業(yè)自動化應用，包括工業(yè)機器人、數控機床、自動

化集成設備等。智能制造離不開機器視覺的大數據支撐，機器視覺收

集的各種生產數據是智能化生產的基礎，借力制造業(yè)向自動化、智能

化和數字化轉型升級戰(zhàn)略，使得機器視覺在制造業(yè)中的地位從“可選”

逐步向“必選”邁進，制造業(yè)及制造服務業(yè)急需機器視覺領域技術技能

人才！

為貫徹落實黨的十九大精神，以習近平新時代中國特色社會主義

思想為指導，按照“五位一體”總體布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局，認真

落實習近平對職業(yè)教育工作作出的重要指示，為了加快構建現代職業(yè)

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教育體系，培養(yǎng)更多高素質技術技能人才、能工巧匠、大國工匠，賽

項擬以信息技術與制造技術深度融合為主線，推動新一代人工智能技

術的產業(yè)化與集成應用，加快構建高等職業(yè)院校新一代人工智能領域

人才培養(yǎng)體系和創(chuàng)新體系，提升高職院校人工智能與自動化、電子信

息融合的人才培養(yǎng)、社會服務、應用研究、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。

本賽項將機器視覺的模式識別、視覺定位、尺寸測量和外觀檢測

四大類功能，與精密機械模組控制單元、運動控制、人工智能機器學

習等多種技術融合，面向非標自動化設備行業(yè)、標準設備制造行業(yè)、

半導體及電子制造行業(yè)、3C電子集成行業(yè)、汽車制造行業(yè)、包裝印

刷行業(yè)、醫(yī)藥制造行業(yè)、紡織制造行業(yè)、食品加工行業(yè)及相關行業(yè)，

與1+X證書銜接，培養(yǎng)從事機器視覺系統的安裝、調試、編程、維

護等工作崗位急需的高素質技術技能人才。通過賽項進一步推動和深

化“崗課賽證”綜合育人的改革，提高高職院校學生對機器視覺系統的

集成應用能力，推動“人工智能+”下高職院校專業(yè)人才在培養(yǎng)目標、

課程體系、教學條件、考核評價、師資隊伍建設上的改革。

三、競賽內容

本賽項以機器視覺系統應用實訓平臺作為競賽平臺，根據給定的

任務書，每支參賽隊的2名參賽選手首先按視覺系統應用場景和任

務要求，完成相機、鏡頭的選型，并按視野和工作距離的要求合理安

裝；根據檢測內容選擇合理的光源系統并安裝，根據應用需求對光

源進行頻閃、亮度或顏色的調節(jié)控制；在完成硬件選擇、安裝、接線

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和參數設置之后，依次完成針對工作面的相機標定和與運動平臺關聯

的手眼標定工作；根據任務書及被檢測試品的要求，完成讀碼、定位、

測量、缺陷檢測等綜合應用的編程，以及與執(zhí)行機構配合完成多區(qū)域

檢測、裝配、分揀、軌跡跟蹤、3D搬運等綜合任務；在客戶端程序

中完成TCP/IP通訊設置，并實現控制指令、圖像及數據的發(fā)送和接

收，最后使用C#編程工具，調用OpenCV圖像處理算法庫，將C#

程序封裝為KImage軟件平臺中可以使用的工具，在客戶端軟件中調

用封裝好的工具完成任務書中指定的圖像及數據處理功能，并按照要

求完成數據顯示。

參賽選手在規(guī)定時間內，以現場操作的方式，根據賽場提供的有

關資料和賽項任務書，完成賽項任務，具體的競賽內容和成績占比如

下：

（一）相機的選型、安裝、接線和控制（5%）

選手根據應用場景要求，選擇與任務相匹配的相機，然后根據視

野范圍與工作距離的要求，確定安裝位置。選手需要將任務分析與相

機選型，填寫在任務書的附錄七-相機、鏡頭、光源的選型計算報告

中。相機的引腳定義在任務書及設備說明書附錄均會列出，參賽選手

要正確接通電源，并合理布置相機線纜走線。此外，相機外觸發(fā)和自

帶I/O不強制要求應用。

（二）鏡頭的選型、安裝（3%）

根據選型的相機，以及任務給定的視野范圍、工作距離等參數要

求，選擇合適的鏡頭，完成鏡頭安裝，調試好其光圈與聚焦并鎖定。

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選手需要將任務分析與鏡頭選型，填寫在任務書的附錄七-相機、鏡

頭、光源的選型計算報告中。

（三）光源的選型、安裝、接線和控制（5%）

選手根據應用場景要求，選擇與任務匹配的光源，然后根據在合

理位置完成光源安裝，并將合理布置光源走線。光源的強弱及亮/滅

控制應在程序中可以調試。選手需要將任務分析與光源選型，填寫在

任務書的附錄七-相機、鏡頭、光源的選型計算報告中。

（四）機械安裝和電氣接線（5%）

除了相機、鏡頭、光源的安裝接線和走線外，產品治具、測試樣

品、放置或剔除區(qū)、旋轉軸、吸盤等很多其他配件也需要選手自行完

成安裝固定。

（五）2D/3D相機標定及手眼標定（6%）

選手根據平臺提供的標定板檢查視野是否合理后，按照提供標定

流程完成相機標定，并保存標定結果在指定目錄。若競賽任務需要運

動平臺的配合，因此必須要完成運動平臺與相機坐標統一的手眼標

定，手眼標定首先要設置好機器視覺應用編程軟件的運動參數；再通

過標定板或載物臺上的特征點等完成相機與運動平臺的坐標統一。

（六）PLC通訊、I/O及串口設定（6%）

光源與PLC是通過串口連接在PC端，需要對其參數進行合理

設置。本任務不需要進行PLC編程，PC端的機器視覺應用編程軟

件與PLC通過協議進行通訊，從而通過PLC對運動平臺進行控制，

因此需要在PC端的機器視覺應用編程軟件里設置平臺的I/O參數

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（包含電磁閥控制、觸發(fā)信號、報警燈信號等）。

（七）路徑規(guī)劃和運動參數設定（5%）

競賽任務需要對運動平臺進行路徑規(guī)劃編程，連續(xù)檢測時參賽選

手必須合理設置運動參數、XYZ及θ軸運動順序、拍照位等。選擇合

適的視野和檢測路徑，路徑規(guī)劃不當則會遺漏或重疊較多檢測區(qū)域。

（八）客戶端編程（15%）

在客戶端計算機正確設置TCP/IP通訊，實現指令、圖像及數據

的發(fā)送和接收；在客戶端計算機使用C#調用OpenCV圖像處理算法

庫，將函數封裝成KImage軟件平臺中能調用的工具；最后選手根據

任務書的要求，在客戶端軟件完成指定的任務流程。

（九）綜合應用（30%）

綜合應用涵蓋了機器視覺應用中的識別、定位、測量和檢測等功

能的綜合編程，根據具體綜合應用任務，選擇與具體競賽任務匹配的

功能進行組合編程。

（十）運行效率與結果輸出（10%）

完成了競賽任務的編程之后，需要在指定目錄保存項目的配置文

件，其單次運行的耗時是一個重要的評價內容；任務書會指定機器視

覺系統應用編程的結果通過I/O(報警燈輸出產品好壞或動作完成)和

文本（保存在本機的指定目錄）輸出；需要按要求將任務中指定的數

據結果存儲在指定的路徑下。

（十一）職業(yè)素養(yǎng)與安全意識（10%）

競賽現場考察參賽隊組織管理、團隊協作、工作效率、操作規(guī)范、

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收納整理及安全意識等職業(yè)素養(yǎng)。

四、競賽方式

（一）競賽采用團體賽方式，不計選手個人成績，統計參賽隊的

總成績進行排序。

（二）競賽隊伍組成：每支參賽隊由2名比賽選手組成，性別

不限，2名選手須為同校在籍學生，其中隊長1名。每隊可配2名

指導教師。五年制高職學生報名參賽的，必須是四、五年級的在籍學

生。

（三）組織機構：在全國職業(yè)院校技能大賽組委會與執(zhí)委會的指

導下，在賽區(qū)組委會與執(zhí)委會的領導下，成立2022年全國職業(yè)院校

技能大賽機器視覺系統應用賽項執(zhí)委會，設賽項專家組、裁判組、監(jiān)

督仲裁組和組織保障工作組。

（四）根據參賽隊伍數量競賽采取多場次進行，參賽隊按照確定

的參賽場次和比賽時段進入比賽場地參賽。

（五）賽場的賽位統一編制賽位號，當場次的參賽隊比賽前60

分鐘到賽項指定地點接受檢錄并抽取參賽編號并進行一次加密；進場

前30分鐘抽簽決定賽位號并進行二次加密；抽簽結束后，參賽選手

在現場工作人員的引導下進入比賽場地，在對應的賽位上完成競賽規(guī)

定的賽項任務。

五、競賽流程

具體的競賽日期，由全國職業(yè)院校技能大賽執(zhí)委會及賽區(qū)執(zhí)委會

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統一規(guī)定，本賽項競賽4天，競賽日程表如表1所示，各參賽隊按照

競賽流程圖完成競賽，競賽流程如下圖1所示。

表1競賽日程表

日期時間內容地點人員

報到、酒店入住、賽事相關資料領

8:00-14:00取住宿酒店參賽隊

領隊、專家組長、

領隊會（領隊及指導老師必須參加）報告廳

14:30-15:30裁判、監(jiān)督長

領隊、專家組長、

報告廳

賽前15:30-16:00比賽場次抽簽裁判、監(jiān)督長

第一參賽隊伍前往比賽場地

天16:00-17:00熟悉環(huán)境競賽場地裁判、參賽隊

17:00封閉賽場競賽場地裁判、監(jiān)督長

競賽相關人員到達競賽場地

并完成參賽隊檢錄（一次加一次加密裁判、工

7:30-8:00競賽場地

密）作人員、監(jiān)督

競賽隊伍抽簽（二次加密）二次加密裁判、

8:00-8:30賽前準備競賽場地工作人員、監(jiān)督

裁判長、裁判、

8:30-12:00正式比賽競賽場地技術人員、監(jiān)督

比賽12:00-13:00參賽隊午餐及休息競賽場地

一天裁判長、裁判、

13:00-16:30正式比賽競賽場地技術人員、監(jiān)督

裁判長、裁判、

16:30-19:00裁判評分競賽場地監(jiān)督、仲裁

競賽相關人員到達競賽場地并一次加密裁判、工

7:30-8:00完成參賽隊檢錄（一次加密）競賽場地作人員、監(jiān)督

競賽隊伍抽簽（二次加密）二次加密裁判、

8:00-8:30賽前準備競賽場地工作人員、監(jiān)督

裁判長、裁判、

8:30-12:00正式比賽競賽場地技術人員、監(jiān)督

參賽隊午餐及休息競賽場地

比賽12:00-13:00

裁判長、裁判、

二天

13:00-16:30正式比賽競賽場地技術人員、監(jiān)督

裁判長、裁判、

16:30-19:00裁判評分競賽場地監(jiān)督、仲裁

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指導教師、參賽

閉報告廳隊、裁判組、監(jiān)督

9:30-10:30閉賽式

幕組、專家組、

式工作人員等

12:00-17:00返程住宿酒店

佩戴大賽組委會頒發(fā)的胸卡，在規(guī)定時間及指定地點，

向檢錄工作人員提供選手證（參賽證）、本人學生證、

身份證證件，通過檢錄進入賽場。

一次抽簽加密確定參賽編號

二次抽簽加密確定賽位號

在現場工作人員的引導下，參賽選手進入賽位，

檢查并確認設備、工具清單，并簽字確認

裁判長宣布比賽開始，參賽選手開始進行操作，

比賽開始計時

若競賽過程中出現設備故障時，參賽選手應提請裁判及現場技術支

持到比賽賽位處確認原因，對于確因設備自身故障而耽誤的時間，

由大賽裁判組將該參賽隊的比賽時間酌情增補，補時時間最多不超

過5分鐘；如非設備自身故障，則不予考慮

比賽結束前15分鐘，裁判長提醒比賽即將結束

參賽隊完成比賽結果提交后，參賽選手簽字確

認；在工作人員引導下離開賽場，比賽結束

圖1競賽流程

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六、競賽賽卷

本賽項為項目綜合式命題，采取賽題庫公開形式，賽項于開賽

前1個月左右，在大賽網絡信息發(fā)布平臺上（）

發(fā)布賽卷或賽題庫。

樣卷在題型、所覆蓋的知識點和技能點、知識點和技能點的配分

比例、自由創(chuàng)意型內容占比、卷面排版等方面應與賽卷保持一致，并

與賽項規(guī)程同時公布。

本賽項建立賽卷庫，賽卷數量原則上不少于10套，各套賽卷的

重復率不得超過30%。

正式賽卷比賽題庫有30%為考察選手現場應變能力和綜合素養(yǎng)

的神秘賽題，在題型、所覆蓋的知識點和技能點、知識點和技能點的

配分比例、卷面排版等方面應與賽卷保持一致，并于比賽前三天內，

把賽卷隨機排序后，在監(jiān)督仲裁組的監(jiān)督下，由裁判長指定相關人員

抽取正式賽卷與備用賽卷。

賽項比賽結束后一周內，正式賽卷（包括評分標準）通過大賽網

絡信息發(fā)布平臺（）公布。

賽項的樣卷見附件二。

七、競賽規(guī)則

（一）報名資格

本項賽事采用團體參賽的形式報名，其中參賽選手2名，指導

教師2名。參賽名額按每?。ㄊ　⒆灾螀^(qū)、直轄市、新疆建設兵團）

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2隊。參賽選手須為高等職業(yè)學校?？?、高等職業(yè)學校本科全日制在

籍學生。五年制高職學生只允許四、五年級學生報名參加比賽。原則

上參賽選手經過各級選拔產生。凡在往屆全國職業(yè)院校技能大賽中獲

一等獎的選手，不再參加同一項目同一組別的賽項。各地區(qū)的省內選

拔、名額分配和參賽師生資格審查工作由省級教育行政部門負責。大

賽執(zhí)委會辦公室行使對參賽人員資格進行抽查的權利。

（二）報名要求

參賽選手和指導教師報名獲得確認后不得隨意更換。如比賽前參

賽選手和指導教師因故無法參賽，須由省級教育行政部門于參與賽項

開賽10個工作日之前出具書面說明，經大賽執(zhí)委會辦公室核實后予

以更換；團體賽選手因特殊原因不能參加比賽時，由大賽執(zhí)委會辦公

室根據賽項的特點決定是否可進行缺員比賽，并上報大賽執(zhí)委會備

案。如未經報備，發(fā)現實際參賽選手與報名信息不符的情況，均不得

入場。

（三）賽前準備

1．熟悉場地：比賽日前一天下午16:00-17:00開放賽場，熟悉場

地。

2．領隊會議：比賽日前一天下午14:30-15:30召開領隊會議，由

各參賽隊伍的領隊和指導教師參加，會議講解競賽注意事項。

3.參賽場次抽簽：比賽日前一天下午15:30-16:00進行參賽場次

抽簽，各參賽隊伍的領隊和指導教師參加。

4.參賽隊入場：比賽當天當場次參賽選手應提前60分鐘到達賽

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場檢錄，接受工作人員對選手身份、資格和有關證件的核驗，選手不

得將手機、無線上網卡、移動存儲設備、資料等與競賽無關的物品帶

入賽場。

5.抽簽加密：比賽前參賽隊二次加密，通過抽簽確定當場次各

參賽隊的賽位。選手參賽編號和賽位由抽簽確定，不得擅自變更、調

整。

6.選手在競賽過程中不得擅自離開賽場，如有特殊情況，須經

裁判人員同意。

（四）參賽要求

所有參賽人員應該樹立正確的參賽觀，嚴格遵守全國職業(yè)院校技

能大賽制度，熟悉賽項規(guī)程的相關要求，具體要求如下：

4.1參賽領隊

1.領隊應由省市教育行政主管部門審核后推薦，各省市教育行

政主管部門應對領隊進行相關制度培訓。

2.領隊須按時參加賽前領隊會議，不得無故缺席。

3.領隊負責組織本省市參賽隊參加各項賽事活動。

4.領隊應積極做好本省市參賽隊的服務工作，協調參賽隊與賽

項組織機構及承辦院校的對接工作。

5.領隊負責申訴工作。參賽隊認為存在不符合競賽規(guī)定的設備、

工具、軟件，有失公正的評判、獎勵，以及工作人員的違規(guī)行為等情

況時，須由領隊在該賽項競賽結束后2小時內，向賽項監(jiān)督仲裁組

提交書面申訴材料。

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6.領隊應積極做好本省市參賽隊文明參賽的教育與培訓，引導

和教育本省市參賽指導教師和學生正確對待參賽工作，積極配合賽項

組織機構的工作。明確要求指導教師和參賽選手按制度規(guī)定的程序處

理比賽過程中出現的爭議問題，不得利用比賽相關的微信群、QQ群

發(fā)表虛假信息和不當言論。

4.2指導教師

1.指導教師應該根據專業(yè)教學計劃和賽項規(guī)程合理制定訓練方

案，認真指導選手訓練，培養(yǎng)選手的綜合職業(yè)能力和良好的職業(yè)素養(yǎng)，

克服功利化思想，避免為賽而學、以賽代學。

2.指導教師應該根據賽項規(guī)程要求做好參賽選手保險辦理工

作，并積極做好選手的安全教育。

3.指導教師參加賽項觀摩等活動，不得違反賽項規(guī)定進入賽場，

干擾比賽正常進行。

4.指導教師應自覺遵守大賽各項制度，尊重專家、裁判、監(jiān)督

仲裁及賽項承辦單位工作人員。要引導和教育參賽選手對于認為有影

響個人比賽成績的裁判行為或設備故障，按照賽項指南規(guī)定和大賽制

度與裁判、工作人員進行充分溝通或賽后提出申訴，不得在網絡、微

信群等各種媒體發(fā)表、傳播有待核實信息和過激言論。對比賽過程中

的爭議問題，要按大賽制度規(guī)定程序處理，不得采取過激行為。

4.3參賽選手

1.參賽選手應該文明參賽，服從裁判統一指揮，尊重賽場工作

人員，自覺維護賽場秩序。如參賽選手因對裁判不服從而停止比賽，

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則以棄權處理。

2.參賽選手須嚴格遵守競賽規(guī)程規(guī)定的安全操作流程，防止發(fā)

生安全事故。

3.參賽選手應該愛護賽場使用的設備、儀器等，不得人為損壞

比賽所使用的儀器設備。

4.參賽選手須嚴格按照規(guī)定時間進入比賽場地，不允許攜帶任

何競賽規(guī)程禁止使用的電子產品及通訊工具，以及其它與競賽有關的

資料和書籍，不得以任何方式泄露參賽院校、選手姓名等涉及競賽場

上應該保密的信息。

5.參賽選手對于認為有影響個人比賽成績的裁判行為或設備故

障等，應向指導老師反映，由指導老師按大賽制度規(guī)定進行申訴。參

賽選手不得利用比賽相關的微信群、QQ群發(fā)表虛假信息和不當言

論。

（五）比賽期間

1．各參賽隊伍進入賽位，檢查設備和材料清單并簽字確認，然

后由裁判長宣布比賽開始，各參賽隊伍開始競賽。

2．競賽過程中，如有疑問，或遇設備或軟件等故障，參賽選手

應示意。項目裁判長、技術人員等應及時予以解決。確因計算機軟件

或硬件故障，致使操作無法繼續(xù)的，經項目裁判長確認，予以啟用備

用設備。如遇身體不適，參賽選手及時示意，現場醫(yī)務人員按應急預

案救治。

（六）成績評定及公布

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1.組織分工

（1）裁判組共25人，實行“裁判長負責制”，其中：設裁判長1

名，全面負責賽項的裁判管理工作并處理比賽中出現有爭議的一切問

題。

（2）裁判員根據比賽需要分為加密裁判、解密裁判、現場裁判

和評分裁判。

（3）加密裁判負責組織參賽隊伍（選手）抽簽，對參賽隊信息、

抽簽代碼等進行加密；現場裁判按規(guī)定做好賽場記錄，維護賽場紀律，

評定參賽隊的現場得分；評分裁判負責對參賽隊伍（選手）的比賽結

果按賽項評分標準進行評定。

2.成績管理基本程序

按照《全國職業(yè)院校技能大賽成績管理辦法》的明確要求，參賽

隊伍的成績評定與管理按照嚴密的程序進行，見圖2。

嚴禁參賽選手、賽項裁判、工作人員私自攜帶通訊、攝錄設備進

入比賽場地。如有需要，由賽場統一配置、統一管理。賽場可根據需

要配置安檢設備，對進入賽場重要部位的人員進行安檢，在賽場相關

區(qū)域安置無線信息屏蔽設備。

3.檢錄加密

（1）檢錄。由檢錄工作人員依照檢錄表進行點名核對，并檢查

確定無誤后向裁判遞交檢錄單。

（2）加密。比賽項目在比賽的當天進行兩次加密，加密后參賽

選手中途不得擅自離開賽場。分別由兩組加密裁判組織實施加密工

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作，管理加密結果。監(jiān)督員全程監(jiān)督加密過程。

第一組加密裁判，組織參賽選手進行第一次抽簽，產生參賽編號，

替換選手參賽證等個人身份信息，在《全國職業(yè)院校技能大賽一次加

密記錄表》中填寫一次加密記錄表后，連同選手參賽證等個人身份信

息證件，當即裝入一次加密結果密封袋中單獨保管。

第二組加密裁判，組織參賽選手進行第二次抽簽，確定賽位號，

替換選手參賽編號，在《全國職業(yè)院校技能大賽二次加密記錄表》中

填寫二次加密記錄表后，連同選手參賽編號，當即裝入二次加密結果

密封袋中單獨保管。

所有加密結果密封袋的封條均需相應的加密裁判和監(jiān)督仲裁人

員簽字。密封袋在監(jiān)督仲裁人員監(jiān)督下由加密裁判放置于保密室的保

險柜中保存。

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圖2成績管理流程圖

（3）引導。參賽選手憑賽位號進入賽場，不得攜帶其他顯示個

人身份信息和違規(guī)的物品?，F場裁判負責引導參賽隊伍（選手）至賽

位前等待競賽指令。比賽開始前，在沒有裁判允許的情況下，嚴禁隨

意觸碰競賽設施和閱讀賽卷內容。

4.成績評定

（1）過程評分

過程評分是指根據參賽隊伍（選手）在分步操作過程中的規(guī)范性、

合理性以及完成質量等，評分裁判依據評分標準按步給分并加權匯總

的評分方法。流程如下：①參賽隊伍（選手）按比賽要求進行操作，

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評分裁判對照評分表即時判分。評分裁判不得少于2人，對于專業(yè)

性強、操作復雜、賽程較長的步驟，需適當增加裁判人數；②兩名記

分員在監(jiān)督仲裁人員的現場監(jiān)督下，對參賽隊伍（選手）的評分結果

進行分步匯總并計算平均分，以所有步驟成績的加權匯總值作為該參

賽隊伍（選手）的最后得分；③裁判當天提交賽位評分結果，經復核

無誤，由裁判長簽字確認。

（2）結果評分

對參賽選手提交的競賽成果，依據賽項評價標準進行評分。

5.解密

裁判長正式提交賽位評分結果并復核無誤后，加密裁判在監(jiān)督人

員監(jiān)督下對加密結果進行逐層解密。賽項可根據需要采取正向解密或

逆向解密。

以逆向解密為例：無競賽作品的，先根據二次加密記錄表，以賽

位號從小到大為序，確定其對應的參賽編號，再根據一次加密記錄表，

確定對應的參賽隊伍（選手）。

表2解密表

賽位號參賽編號參賽隊伍（選手）

1

2

3

4

5

6

17

6.成績公布

記分員將解密后的各參賽隊伍（選手）成績匯總成比賽成績，經

裁判長、監(jiān)督仲裁長組簽字后，公布比賽結果（賽項指南中明確公布

方式）。公布2小時無異議后，將賽項總成績的最終結果錄入賽務管

理系統，經裁判長、監(jiān)督仲裁長在系統導出成績單上審核簽字后，在

閉賽式上宣布并頒發(fā)證書。

八、競賽環(huán)境

1．競賽場地平整、明亮、通風良好，場地面積要求在800m2以

上，場地凈高不低于4m。同時，提供與競賽現場空間相關聯的裁判

團隊工作室、技術支持團隊及配件備件準備室、參賽隊指導教師休息

區(qū)。

2．賽場給每個賽位提供220V單相電壓的交流電源（每個賽位

總功率不小于1.0KW），供電系統有必要的安全保護措施，提供獨

立的電源保護裝置和安全保護措施；提供UPS電源（UPS電源功率

不小于0.5KW/10Ah）。

3．競賽賽位：每個賽位占地約15㎡，且標明賽位號，布置機

器視覺系統應用實訓平臺1臺（內包含工控機1套，工控機上安裝

有機器視覺圖形化編程軟件KImage(5.0版)一套）、桌子兩張、凳子

兩個。每個賽位配備客戶端計算機1臺（客戶端計算機上安裝有

MicrosoftVisualStudio2015編程軟件、基于C#的OpenCV圖像處理

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庫OpenCvSharp、客戶端軟件KImageClient(5.0版)。競賽場地加裝賽

位隔離帶，便于有序組織人員觀摩。

4．每個競賽賽位提供性能完好的客戶端計算機1臺，并安裝有

MicrosoftVisualStudio2015編程軟件、基于C#的OpenCV圖像處理

庫OpenCvSharp、客戶端軟件KImageClient(5.0版)和相關技術手冊。

5．在新冠防疫期間，嚴格按照比賽承辦方所在地的防疫要求做

好相關的防疫措施，進場選手和相關的賽事工作人員必須進行體溫測

量，并全程佩戴口罩。

九、技術規(guī)范

賽項參考制造大類自動化技術類、電子信息大類電子信息類相關

專業(yè)的教學標準和專業(yè)課程標準，對接教學實施內容。

（一）相關知識與技能

參賽選手應具有與機器視覺相關的知識，包括機器視覺系統的一

般組成，能夠根據任務合理選擇相機、鏡頭、光源，掌握機器視覺處

理軟件的編程與應用，同時具有機械電氣自動化領域相關的基礎知識

與技能。主要包括：

1．機械結構與電氣調試

2．軟件工程技術

3．1+X證書：工業(yè)視覺系統運維，機器視覺系統應用，計算機

視覺應用開發(fā)；

（二）技術標準

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GB/T29298-2012數字（碼）照相機通用規(guī)范

GB/T20224-2006采數碼照相機曝光指數、ISO感光度值、標準

輸出靈敏度和推薦曝光指數的確定

GB4943.1-2011信息技術設備安全第1部分：通用要求

GB/T4205-2010人機界面、標志標識的基本和安全規(guī)則、操作規(guī)

則

JB/T8248.5照相鏡頭焦距的測量方法

JB/T8248.6照相鏡頭照相分辨率測定方法

十、技術平臺

本賽項技術平臺主要由實訓機臺、電控板、XYZ三軸運動模組、

外置θ軸、報警燈、按鈕盒、視覺安裝夾具、產品托盤、光幕保護傳

感器、工控機、顯示器、機器視覺器件箱、機器視覺工具箱等組成。

設備外觀圖和設備組成圖分別如圖3和圖4：

圖3設備外觀圖

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圖4設備組成圖

機器視覺器件箱、機器視覺工具箱分別用于收納和放置本實訓臺

需要的機器視覺元器件以及實訓需要的治具和工具。它們的內部布局

圖如下：

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圖5機器視覺器件箱、工具箱內部布局

1.平臺主要參數

1.1實訓平臺主要包含由運動平臺（X、Y、Z、θ軸）+機器視

覺套件兩大部分組成。

1.2設備要求結構緊湊，高集成度，占地面積小，平臺行程：XY

軸200mm，Z軸50mm，θ軸可以連續(xù)回轉。

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1.3平臺的運動精度高，X、Y、Z軸的電機采用閉環(huán)電機，Z軸

的電機帶剎車，X、Y、Z軸重復精度優(yōu)于±0.01mm，θ軸重復精度優(yōu)

于±0.5°。

1.4平臺能持多種相機類型，包含面陣相機、線陣相機、雙目3D

相機、線激光3D相機等；也能夠支持多種光源類型，包含多種角度

的環(huán)形光源、同軸光源和背光源等。如下圖所示：

圖6相機、光源安裝類型示例

1.5平臺采用PLC進行運動控制，可支持多種插補。

1.6相機可以固定在Z軸上，也可以固定在Z軸之外，相機可具

有多種安裝方式，如圖7；

23

圖7相機安裝位置示例

1.7Z軸安裝需要具有高度的靈活性，能夠安裝可拆卸的旋轉軸

（旋轉軸末端可以配套吸盤），能夠安裝可拆卸相機和光源，也能夠

安裝其他可拆卸的執(zhí)行裝置。

1.8所有實驗需要的調節(jié)及輸入輸出接口均布置在平臺上層方

便操作的面板上，包含報警燈、光源控制、旋轉軸電機信號、相機供

電、USB3.0及GigE相機輸出、位置比較輸出、通用I/O等；設備自

帶按鈕盒，包含啟動按鈕、急停按鈕、搖桿使能開關和XY手動控制

搖桿。

1.9本平臺配套的機器視覺器件箱和機器視覺工具箱收納位置

采用海綿成型、按物品形狀一一對應設計，收納盒內需要有擺放的物

品和位置的說明，視覺器件需要編號確保與機臺對應。

1.10電控柜功能分區(qū)，包含透明窗口的電氣柜、工控機柜、鍵

鼠抽屜、儲物抽屜，其中儲物抽屜采用多層設計。

2.光源主要參數

通過機器視覺系統應用實訓平臺使用能夠讓使用者理解光源的

24

類型、顏色、角度安裝位置對視覺應用打光的影響，能夠根據應用需

要選用合適的光源，光源包含背光、環(huán)形（三種角度光源，能夠組合

成一個AOI光源）、同軸等多種常見光源形式，光源的亮度可以手

動調節(jié)，也可以軟件編程控制。平臺配置的光源參數和數量如下表3：

表3

類別編號主要參數顏色數量備注

環(huán)形光源小號環(huán)形光直射環(huán)形，發(fā)光面外徑80，RGB1個

源內徑40mm三者可

環(huán)形光源中號環(huán)形光45度環(huán)形，發(fā)光面外徑120，G1個以合并

源內徑80mm成AOI

環(huán)形光源大號環(huán)形光低角度環(huán)形，發(fā)光面外徑B1個光源

源160，內徑120mm

同軸光源同軸光源發(fā)光面積60x60mmRGB1個

背光源背光源發(fā)光面積169x145mmW1個

注：R表示紅色、G表示綠色、B表示藍色、W表示=白色、RGB表示全彩色。

3.相機主要參數

通過機器視覺系統應用實訓平臺使用能夠讓使用者理解常見相

機種類，最終目的是讓使用者能夠可以根據項目要求，選擇合適的彩

色/黑白、分辨率、幀率、曝光時間等參數。本實訓平臺提供了3臺

2D相機和1臺3D相機，相機接口包含USB3.0和GigE兩種類型，

主要的參數如下表4：

表4

類別編號分辨率幀率曝光模顏色芯片大接口

FPS式小

2D相機相機A1280x960>90全局黑白>1/3”USB3.0

2D相機相機B2448x2048>20全局黑白2/3”GigE

2D相機相機C2592x1944>10滾動彩色1/2.5”GigE

3D相機3D相機1920x1080x2>10滾動/2/3”USB3.0

*涉及相機的接線和使用請參考設備使用說明書。

25

4.鏡頭主要參數

通過機器視覺系統應用實訓平臺使用能夠讓使用者理解常見鏡

頭基本參數，包含鏡頭類型、分辨率、焦距、光圈、支持最大成像圈、

最小工作距離等參數，區(qū)別遠心鏡頭與FA鏡頭的區(qū)別，同時理解濾

鏡、接圈等光學配件在視覺應用中的作用；

配置3個不同焦距（12mm、25mm和35mm）的定焦鏡頭，配

置1個遠心鏡頭，并配套一組與鏡頭匹配鏡頭接圈。主要的參數如下

表5：

表5

類別編號分辨率焦距/倍最大光工作距離支持芯片

率圈大小

工業(yè)鏡頭12mm鏡600萬像素12mmF2.0>100mm2/3”

頭

工業(yè)鏡頭25mm鏡600萬像素25mmF2.0>200mm2/3”

頭

工業(yè)鏡頭35mm鏡600萬像素35mmF2.0>200mm2/3”

頭

遠心鏡頭遠心鏡頭600萬像素0.3XF5.4110m2/3”

鏡頭接圈0.5mm、1mm、2mm、5mm、10mm、20mm、40mm一組

5.標定板主要參數

標定板（CalibrationTarget）在機器視覺、圖像測量、攝影測

量、三維重建等應用中，為校正鏡頭畸變；確定物理尺寸和像素間的

換算關系；以及確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中

對應點之間的相互關系，需要建立相機成像的幾何模型。本平臺共配

備兩張標定板，其中標定A包含3個圖案見圖8，規(guī)格尺寸見表6；

標定B包含1個圖案見圖9，規(guī)格尺寸見表7。

26

表6

類別外框尺寸圓/格間距外圓環(huán)直徑內圓環(huán)直精度mm

mmmmmm徑mm

100x1002053±0.01

標定板A50x50102.51.5±0.01

20x20410.6±0.01

圖8標定板A圖案

表7

類別外框尺寸mm方格邊長方格數量精度mm

mm

標定板B180x1201511x7±0.01

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圖9標定板B圖案

6．電控板主要參數

電控板主要包含過載保護空開、交流接觸器、直流電源、PLC、

繼電器和電機驅動器等，如下圖所示：

圖10電控板布局圖

運動平臺X、Y、Z軸均采用編碼器反饋的步進電機，帶限位開

關和編碼器信號輸出，所有實驗需要的調節(jié)及輸入輸出接口均集中布

置在運動平臺上層的面板之中，方便用戶接線。運動控制采用歐姆龍

PLC（型號：CP1H-X40DT-D），上位機與PLC通過RS232通訊模

塊（型號：CP1W-CIF01）連接從而實現運動控制指令。通訊協議詳

28

見設備使用說明書。

7.工控機主要參數

平臺采用研華品牌工控機1臺（型號：CM-21B2），CPU為i5

CPU，內存8G，硬盤128GSSD。輸出接口包括VGA*1，COM*10，

RJ45*4，擴展接口包括PCI（1個）、PCIe（3個）、USB2.0（8個）、

USB3.0（6個），輸入設備包含有線鼠標，有線小尺寸鍵盤，22寸

液晶顯示器，安裝操作系統為Windows7旗艦版（64位）。更詳細

的資料請參考設備配套的使用說明書。

8.機器視覺應用編程軟件主要參數

8.1設備配套的機器視覺編程軟件可提供圖形化編程和代碼編

程兩種編程模式，圖形化編程采用拖拽式流程圖定義任務流程，所見

即所得，方便快速入門；代碼編程可以支持VB.net、C#等多種語言；

圖11圖形化編程

8.2支持多工位和多任務同步運行，支持多用戶模式，支持客戶

端和服務器之間傳輸圖片、消息和數據；

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圖12圖形化編程操作特點

8.3機器視覺編程軟件包含常用圖像處理、運動控制和外部通訊

工具，包括3D標定、3D定位、3D測量、AOI檢測、紅外相機檢測

等多種高級算子，提供API函數，支持二次開發(fā)；

8.42D相機的處理軟件工具包含有無/正反檢測、顏色/位置判

斷、定位、尺寸測量、ID識別、字符識別、缺陷檢測等工具；

8.53D相機的處理軟件工具支持多種不同類型3D相機（包含

TOF、線激光、雙目結構光、掃描振鏡等），軟件工具包含3D標定、

3D定位、3D測量等，可實現三維測量和三維點云計算并配套相應的

教學程序；

8.6軟件支持常見品牌的2D相機和3D相機，支持常見品牌的

PLC、運動控制卡和工業(yè)機器人，也支持常見的激光振鏡控制；

8.7軟件支持單相機及多相機對位，支持XYθ、XYY、UVW、

SCARA等多種平臺類型；

8.8常用軟件功能包含：支持資源、算法自主擴展、TCP/IP通訊,

串口通訊、自定義寄存器、用戶權限管理、系統指令、快捷鍵方式、

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邏輯流程圖、多模塊同步異步運行處理、模塊信號源觸發(fā)、圖像自定

義多窗口綁定顯示、數據任意拖拽綁定顯示、自定義變量、變量賦值、

變量批量編輯、變量自由轉換、參數靈活引用、數據自定義公式計算

器、腳本功能等。軟件常用的工具列表見表8；

表8

類型工具

服務器客戶端通訊工具、串口工具、PLC讀寫工具、機器

系統類

人控制工具、信號源工具

圖像源類圖像源工具、相機工具、保存圖片工具

仿射變換工具、斑點分析工具、找圓工具、找線工具、邊

定位類

緣點查找工具、形狀匹配工具、灰度匹配工具

圓卡尺工具、夾角工具、邊緣卡尺工具、線交點工具、線

測量類間距工具、點間距工具、矩形卡尺工具、點線距離工具、

坐標轉換工具、標定工具

圖像轉換工具、通道分離工具、顏色提取工具、圖像剪切

圖像處理類

工具、圖像處理工具、閾值化工具、輪廓提取工具

2維碼工具、字符識別工具、條碼檢測工具、缺陷檢測工

識別類

具

對位類位移計算工具、坐標計算工具、對位平臺工具

累加工具、分類工具、保存表格工具、格式轉換工具、列

數據處理類

表工具、邏輯運算工具、字符串截取工具、用戶變量工具

十一、成績評定

依據參賽選手完成的情況實施綜合評定，采取裁判組與參賽選手

在競賽結束后面對面的公開評分方式。評定依據結合國家及行業(yè)的相

關標準和規(guī)范，全面評價參賽選手職業(yè)能力的要求，本著“科學嚴謹、

公正公平、可操作性強”的原則制定評分標準。

（一）評分標準

根據賽題的競賽內容設置評分標準，主要考察選手的基本知識，

31

職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)等，具體評分細則見表9所示；詳細的評分以最

終的賽題評分標準為準。

表9

競賽內容評分內容配分知識點、技能點評分方式

根據任務要求選擇相機，

相機的選相機選型2分并將選型過程填入選型結果評分

型、安裝、報告中

接線和控相機安裝1分在合理位置安裝相機結果評分

制（5%）相機接線1分完成相機接線及走線結果評分

相機控制1分使用程序調試相機參數結果評分

根據任務要求選擇鏡頭，

鏡頭的選鏡頭選型2分并將選型過程填入選型結果評分

型、安裝報告中

（3%）安裝鏡頭，調節(jié)光圈、聚

鏡頭安裝1分結果評分

焦并鎖定

根據任務要求選擇光源，

光源選型2分并將選型過程填入選型結果評分

光源的選

報告中

型、安裝、

光源安裝1分在合理位置安裝光源結果評分

接線和控

光源接線1分完成光源接線及走線結果評分

制（5%）

可使用程序調試光源參

光源控制1分結果評分

數

組件安裝2分在合理位置安裝θ軸結果評分

機械安裝

組件接線2分完成θ軸和氣動組件接線結果評分

和電氣接

可使用程序控制氣動組

線（5%）組件控制1分結果評分

件

標定板選型1分選擇合適的標定板結果評分

在軟件中使用合適的標

相機標定工具選擇1分結果評分

2D/3D定工具

標定及手

標定流程分標定流程完整性結果評分

眼標定1

正確完成任務要求的標

（6%）

標定結果3分定流程，輸出的標定結果結果評分

完整且正確

了解PLC程序的通訊協

PLC通訊設置2分結果評分

PLC通訊、議，完成上下位機的通訊

I/O及串口包含氣閥控制、報警信號

I/O參數2分結果評分

設定（6%）等設定

光源串口設置2分正確設置光源串口參數結果評分

路徑規(guī)劃位置及走位設正確設置歸零、拍照位、

3分結果評分

和運動參定路線等

32

數設定正確設置X、Y、Z及θ軸

運動參數設定2分結果評分

（5%）的運動順序及速度

客戶端與主控正確設定TCP/IP通訊參

1分結果評分

電腦通訊數

正確使用通訊工具和網

相機控制和圖

1分絡傳圖工具，實現圖像和結果評分

像數據傳輸

數據傳輸

客戶端編基于C#編程語言，調用

程（15%）C#代碼編程OpenCV圖像處理算法

和OpenCV圖8分庫，將函數封裝為KImage結果評分

像處理中的工具，完成圖像處理

功能

基于C#編程語言，封裝

界面顯示5分指定的數據處理工具，并結果評分

顯示處理后的數據

按任務要求正確識別指

識別5分結果評分

定物體/特征

按任務要求正確定位指

定位5分結果評分

定物體/特征

綜合應用

按任務要求正確測量指

（30%）測量5分結果評分

定物體尺寸/高度

按任務要求，完成指定的

功能完成度15分功能如缺陷檢測、分揀、結果評分

裝配等

任務流程完成記錄指定任務流程完成

5分結果評分

時間時間，保證程序運行效率

運行效率

按照任務要求正確點亮

與結果輸報警燈顯示2分結果評分

報警燈

出（10%）

完整輸出指定數據結果

數據存儲3分結果評分

到指定路徑下

現場操作符合安全操作

安全2分規(guī)程、穿戴符合職業(yè)崗位過程評分

要求

按照職業(yè)規(guī)范要求，正確

規(guī)范2分操作設備，安裝光學器過程評分

職業(yè)素養(yǎng)

件、機械固定件等器件

與安全意

比賽過程中合理放置工

識（10%）

整理2分具及器件，賽后工具歸還過程評分

原位，資料擺放整齊

團隊有分工有合作，遵守

紀律2分競賽紀律，尊重裁判員、過程評分

工作人員等

33

愛惜賽場的設備和器材，

綠色生產2分過程評分

保持賽位的整潔

具體的評分細則由專家組成員依據競賽任務書制定，滿分為100

分，各競賽內容的配分、標準及評分方式如下：

（二）評分方式

1．成績評分與產生方法

（1）競賽項目滿分為100分。具體的評分細則由專家組成員依

據競賽任務書制定，其中其中相機的選型、安裝、接線和控制（5%）、

鏡頭的選型、安裝（3%）、光源的選型、安裝、接線和控制（5%）、

機械安裝和電氣接線（5%）、2D/3D相機標定及手眼標定（6%）、

PLC參數設置（6%）、路徑規(guī)劃和運動參數設定（5%）、客戶端編

程（15%）、綜合應用（30%）、運行效率與結果輸出（10%）、職

業(yè)素養(yǎng)與安全意識（10%）。

（2）選手與裁判共同對功能實現部分的評價項目進行評分。

（3）裁判結合器件選型、安裝工藝等按照評分表進行各評價項

目進行評分，職業(yè)素養(yǎng)部分進行全過程評分。

（4）在競賽時段，參賽選手有不服從裁判、擾亂賽場秩序等行

為情節(jié)嚴重的，取消參賽隊評獎資格。有作弊行為的，取消參賽隊評

獎資格。裁判宣布競賽時間到，選手仍強行操作的，扣職業(yè)素養(yǎng)分。

（5）選手有下列情形，需從比賽成績中扣分：

①違反比賽規(guī)定,提前進行操作或比賽終止仍繼續(xù)操作的,由現

場裁判員負責記錄，并酌情扣1-5分。

34

②在競賽過程中，違反賽場紀律，由裁判員現場記錄參賽選手

違紀情節(jié)，依據情節(jié)扣1-5分。

③在完成競賽任務的過程中違反操作規(guī)程或因操作不當，造成

設備損壞或影響其他選手比賽的，扣5-10分；因操作不當導致人身

或設備安全事故，扣10-20分，情況嚴重者報競賽執(zhí)委會批準，由裁

判長宣布終止該選手的比賽。

④損壞賽場提供的設備、浪費材料、污染賽場環(huán)境在賽場等不

符合職業(yè)規(guī)范的行為，視情節(jié)扣5-10