沈陽市第二屆“舒心傳技 莘紳向陽”職業(yè)技能大賽技術(shù)工作文件-人工智能工程技術(shù)技術(shù)文件

一、技術(shù)描述（一）項目概要本賽競賽內(nèi)容以人工智能工程技術(shù)為核心內(nèi)容，重點考查參賽選手指針對人工智能相關(guān)算法、深度學(xué)習(xí)、邊緣計算等多種技術(shù)的分析、應(yīng)用。本賽項結(jié)合國內(nèi)行業(yè)、企業(yè)的實際業(yè)務(wù)和世賽標準來組織命題；通過大賽讓參賽選手經(jīng)歷一個基于完整工作過程的檢測，比賽中對選手的技能要求主要包括：Python程序的使用;深度學(xué)習(xí)框架的應(yīng)用；圖像、視頻數(shù)據(jù)的分析處理；模型的構(gòu)建及調(diào)參等。最終完成一個完整的人工智能程序，通過賽項提供的硬件設(shè)備進行呈現(xiàn)。（二）基本知識及能力要求相關(guān)要求1圖像與視頻處理15基本知識—根據(jù)需求利用opencv逐幀讀取視頻—根據(jù)需求利用opencv開啟攝像頭—根據(jù)需求利用opencv讀取圖像總幀數(shù)—根據(jù)需求利用opencv讀取外部圖像opencvopencv—根據(jù)需求靈活利用人工智能模型處理分析圖像數(shù)據(jù)—根據(jù)需求刪除圖像或視頻目錄，并建立圖像或視頻目錄—根據(jù)需求分析程序邏輯，靈活運用Python相關(guān)的語法結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及邏輯結(jié)構(gòu)—根據(jù)需求記錄結(jié)果，將結(jié)果寫入文件工作能力利用Python像數(shù)據(jù)，基于指定任務(wù)，分析處理相關(guān)數(shù)據(jù)，保存最終結(jié)果。該任務(wù)主要考核選手對任務(wù)的理解能力，以及利用工具加載、處理、保存圖像和視頻的能力。2軟件界面設(shè)計25基本知識QtQtQt—根據(jù)需求應(yīng)用Qt復(fù)選框組件—根據(jù)需求設(shè)計Qt界面—根據(jù)需求編寫按鈕、復(fù)選框綁定函數(shù)—根據(jù)需求顯示圖像或視頻—根據(jù)需求記錄圖像或視頻識別結(jié)果—根據(jù)需求設(shè)計硬件按鈕互動效果—根據(jù)需求應(yīng)用面向?qū)ο缶幊蹋帉懴嚓P(guān)Python類—根據(jù)需求設(shè)計線程，啟用線程、關(guān)閉線程工作能力利用Qt上，并為界面上的按鈕設(shè)計綁定函數(shù)，實現(xiàn)按鈕相應(yīng)功能。該任務(wù)主要考核選手對圖形化界面設(shè)計的理解能力，能利用合適的工具設(shè)計出符合要求的軟件界面。3視覺基礎(chǔ)算法應(yīng)用35基本知識SDKSDK—根據(jù)需求利用SDK調(diào)用人臉特征提取模型—根據(jù)需求計算人臉特征相似度—根據(jù)需求判定人臉身份信息—根據(jù)需求利用SDK調(diào)用人臉屬性識別模型—根據(jù)需求判定人臉是否佩戴口罩SDKSDK—根據(jù)需求識別車牌的車牌號碼opencvQtopencvQtopencvQt示車牌識別結(jié)果工作能力利用PythonSDK別任務(wù)，根據(jù)已有的素材識別人臉、檢測口罩、識別車牌等。該任務(wù)主要考核選手合理應(yīng)用人工智能算法與模型的能力，能（完成指定任務(wù)。4視覺工程25基本知識—根據(jù)需求分析任務(wù)要點，梳理任務(wù)邏輯Python—根據(jù)需求輸出任務(wù)結(jié)果—根據(jù)需求選擇合適的模型與算法—根據(jù)需求綜合應(yīng)用計算機視覺相關(guān)技能，包括數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存等工作能力根據(jù)任務(wù)要求完成計算機視覺綜合任務(wù)，如檢測區(qū)域內(nèi)人流情況，檢測區(qū)域內(nèi)車流情況，檢測區(qū)域內(nèi)口罩佩戴情況，統(tǒng)計員工通勤情況，檢測交通違規(guī)情況等。該任邏輯設(shè)計，算法編程，模型應(yīng)用等，能根據(jù)需求設(shè)計算法邏輯并編程實現(xiàn)，體現(xiàn)選手的計算思維能力合計100二、試題及評判標準（一）（樣題）競賽以任務(wù)書形式公布，時長為4任務(wù)3：視覺基礎(chǔ)算法應(yīng)用。利用Python與SDK工具完成計算機視覺識別任務(wù)，根據(jù)已有的素材識別人臉、檢測口罩、識別車牌等。該任務(wù)主要考核學(xué)生合理應(yīng)用人工智能算法與模型的能力，能調(diào)用模型（解讀模型參數(shù)，應(yīng)用模型輸出）完成指定任務(wù)。任務(wù)4：視覺工程。根據(jù)任務(wù)要求完成計算機視覺綜合任務(wù)，如檢測區(qū)域內(nèi)人流情況，檢測區(qū)域內(nèi)車流情況，檢測區(qū)域內(nèi)口罩佩戴情況，統(tǒng)計員工通勤情況，檢測交通違規(guī)情況等。該任務(wù)主要考核學(xué)生綜合能力，包括問題分析，邏輯設(shè)計，算法編程，模型應(yīng)用等，能根據(jù)需求設(shè)計算法邏輯并編程實現(xiàn)，體現(xiàn)學(xué)生的計算思維能力。任務(wù)5：職業(yè)素養(yǎng)。競賽過程中，對參賽選手的技術(shù)應(yīng)用合理性、工具操作規(guī)范性、賽場紀律、安全和文明生產(chǎn)等進行綜合評價。設(shè)備操作規(guī)范，在競賽過程中不損害實驗設(shè)備實驗代碼規(guī)范，不隨意修改競賽已有程序，導(dǎo)致程序無法運行不得進行代碼作弊，不得進行程序抄襲。其他要求：參賽選手在競賽過程中，還需要能有序組織和安排工作、注意賽場安全、保持環(huán)境整潔、個人著裝規(guī)范、注意安全保護（如電源使用須知等）、遵守賽場紀律以及自我管理等職業(yè)能力；此外，提交的文件有效、命名的文件名稱符合賽題要求、文件內(nèi)容排版規(guī)范等撰寫的文檔規(guī)范等職業(yè)素養(yǎng)評價，都作為額外加分項累加予以鼓勵。（二）比賽時間及試題具體內(nèi)容1.比賽時間安排第一天下午賽前準備，第二天實操比賽。本項目連續(xù)比賽時4（240。比賽期間的日程安排如下表所示。日期時間事項參加人員地點第一天8:00-12:00裁判員、參賽隊報到工作人員、志愿者8:00-14:00參賽隊報到工作人員、志愿者13:00-14:00裁判員培訓(xùn)裁判員、工作人員教室14:00-14:30領(lǐng)隊會、熟悉賽場領(lǐng)隊、工作人員教室15:00-16:30檢查封閉賽場裁判長、監(jiān)督組、監(jiān)考工作人員教室第二天8：30-9：00報到→檢錄參賽隊、工作人員計算機機房9:30-14:30實操比賽參賽隊、工作人員計算機機房14:30-17:00評分裁判、工作人員計算機機房2.試題樣題）在比賽正式開始前一周，大賽官方信息平臺發(fā)布試題，一致，賽題思路（三）評判標準1.分數(shù)權(quán)重序號比賽模塊分數(shù)占比考核內(nèi)容分值1圖像與視頻數(shù)據(jù)標注15%1.選手掌握圖像和視頻數(shù)據(jù)標注能力，能夠利用opencv讀取、處理、存儲圖像和視頻數(shù)據(jù)。152圖像與視頻數(shù)據(jù)處理20%1.選手掌握圖像和視頻處理能力203視覺基礎(chǔ)算法應(yīng)用30%1.選手掌握人臉識別、人體識別、人體檢測、車牌識別等問題的解決思路、經(jīng)典算法和經(jīng)典模型。152.選手能夠調(diào)用適用于邊緣計算設(shè)備的模型完成計算機視覺任務(wù)。154視覺工程應(yīng)用開發(fā)25%1.能夠針對刷臉支付、安防監(jiān)控、視頻跟蹤、車輛監(jiān)控等場景設(shè)計工程應(yīng)用方案。152.結(jié)合基礎(chǔ)算法在邊緣計算設(shè)備上進行應(yīng)用開發(fā)。105職業(yè)素養(yǎng)10%1.時間分配合理，操作規(guī)范、文明競賽。102.評判方法2.1組織分工。在執(zhí)委會的領(lǐng)導(dǎo)下成立由裁判組、監(jiān)督組和仲裁組組成的成績管理組織機構(gòu)。2.2成績管理程序。按照執(zhí)委會的要求，參賽隊伍的成績評定與管理按照嚴密的程序進行。①現(xiàn)場評分現(xiàn)場裁判依據(jù)現(xiàn)場打分表，對參賽隊的操作規(guī)范、現(xiàn)場表現(xiàn)等進行評分。評分結(jié)果由參賽選手、裁判員、裁判長簽字確認。②結(jié)果評分對參賽選手提交的競賽成果，依據(jù)賽項評價標準進行評價與③成績公布比賽成績經(jīng)工作人員統(tǒng)計、匯總、排序后交由執(zhí)委會、裁判組共同檢查，確認。比賽成績報沈陽市第二屆職業(yè)技能大賽官方信息平臺公布。3.申訴與仲裁大賽設(shè)仲裁工作組。本賽項在比賽過程中若出現(xiàn)有失公正或2小時之內(nèi)參賽隊向賽項仲裁工作組遞交領(lǐng)隊親手簽字同意的書面報告。書面報告中應(yīng)對申訴事件的現(xiàn)象、發(fā)生時間、涉及人員、申訴依據(jù)等進行充分、實事求是的敘述。非書面申訴不給予受理。賽項仲裁工作組在接到申訴后的2小時內(nèi)組織復(fù)議，并及時反饋復(fù)議結(jié)果。4.成績并列競賽成績相同時，第三階段任務(wù)得分高的名次在前；競賽成績、第三階段任務(wù)得分均相同時，職業(yè)素養(yǎng)與安全意識項成績高的名次在前。三、競賽細則（一）競賽方式競賽以單人賽方式進行。每支參賽隊由1名選手（設(shè)場上隊長1名）和不超過2名指導(dǎo)教師組成。選手須為同單位選手，性別不限。參賽選手在現(xiàn)場根據(jù)給定的競賽任務(wù)書，在規(guī)定時間內(nèi)，相互配合實現(xiàn)比賽任務(wù)。由競賽執(zhí)委會按照競賽流程組織各領(lǐng)隊參加公開抽簽，確定各隊參賽賽位。（二）競賽流程1.組織報名培訓(xùn)自由報名：參賽選手通過新浪小程序“沈陽市第二屆‘舒心傳技、莘紳向陽’職業(yè)技能大賽”報名通道進行報名。單位組織報名：參賽單位要將《沈陽市第二屆“舒心傳技、電子版一并發(fā)送至指定郵箱進行報名。選手培訓(xùn)：賽前可組織選手熟悉設(shè)備和培訓(xùn)。2.比賽準備2.1賽前準備①由裁判長、監(jiān)督人員、承辦單位等人員檢查驗收場地、設(shè)備及安保措施。②熟悉場地：參賽隊報到后，集中組織參賽選手賽前熟悉場地及競賽規(guī)程要求。③召開裁判會議：對裁判進行專項培訓(xùn)。④召開領(lǐng)隊會議：由各參賽隊伍的領(lǐng)隊和指導(dǎo)教練參加，講解競賽注意事項并進行賽前答疑。⑤抽簽：由參賽領(lǐng)隊抽簽確定選手參賽場次，并簽名確認；參賽選手在競賽檢錄時抽簽確定賽位號，并簽名確認。抽簽工作由裁判長主持，競賽監(jiān)督人員現(xiàn)場監(jiān)督。2.2正式比賽①各參賽隊伍進入競賽場地，檢查設(shè)備配置。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，參賽選手應(yīng)舉手示意，現(xiàn)場裁判或裁判長應(yīng)按照有關(guān)要求及時予以答疑。如遇設(shè)備或軟件等故障，參賽選手應(yīng)舉手示意，裁判長、技術(shù)人員等應(yīng)及時予以解決。確因軟件或硬件故障，致使操作無法繼續(xù)的，經(jīng)裁判長確認，予以啟用備用設(shè)備。如遇身體不適，參賽選手應(yīng)舉手示意，現(xiàn)場醫(yī)務(wù)人員按應(yīng)急預(yù)案救治。③選手進入賽場后，不得擅自離開賽場，因病或其他原因離開賽場或終止比賽，應(yīng)向裁判示意，須經(jīng)賽場裁判長同意，并在賽場記錄表上簽字確認后，方可離開賽場并在賽場工作人員指引下到達指定地點；④選手須按照程序提交比賽結(jié)果（任務(wù)書），在比賽賽位的計算機規(guī)定文件夾內(nèi)存儲比賽文檔，配合裁判做好賽場情況記錄，并簽字確認，裁判提出簽名要求時，不得無故拒絕；⑤裁判長發(fā)布比賽結(jié)束指令后所有未完成任務(wù)參賽隊立即停止操作，按要求清理賽位，不得以任何理由拖延競賽時間。2.3結(jié)束階段①當聽到比賽結(jié)束指令時，選手應(yīng)立即停止操作，不得以任何理由拖延比賽時間。離開比賽場地時，不得將草稿紙等與比賽有關(guān)的物品帶離現(xiàn)場。②比賽結(jié)束后，參賽選手立刻停下手中所有操作，整理好工具和個人物品后應(yīng)迅速退場。③比賽結(jié)束后，參賽選手應(yīng)到指定地點交加密暗碼信封及相關(guān)材料，由裁判員統(tǒng)一密封后，選手簽字確認。④經(jīng)裁判檢查許可后，參賽選手方能離開賽場。⑤比賽期間（包括兩場次之間的間隔時間），除執(zhí)委會成員、裁判組成員、賽場工作人員外，其余人員一律不得進入比賽現(xiàn)場。⑥任何選手在比賽期間未經(jīng)執(zhí)委會的批準不得接受其他單位和個人進行的與比賽內(nèi)容相關(guān)的采訪。⑦任何選手不得將比賽的相關(guān)信息私自公布。⑧參賽選手在比賽過程中必須主動配合裁判的工作，完全服從裁判安排，如果對比賽的裁決有異議，需通過領(lǐng)隊以書面形式提出申訴。3.競賽須知全體參賽人員遵守組委會制定的各項競賽須知、比賽規(guī)則和技術(shù)要求，自覺維護賽場秩序，保證所有參賽選手的安全。3.1參賽選手須知①嚴格遵守技能競賽規(guī)則、技能競賽紀律和安全操作規(guī)程，尊重裁判和賽場工作人員，自覺維護賽場秩序。②佩帶參賽證件及著工裝進入比賽場地，并接受裁判的檢查。③進入賽場前須將手機等通訊工具交賽場相關(guān)人員妥善保管。④嚴格遵守賽事時間規(guī)定，準時抵達檢錄區(qū)，在開賽15鐘后不準入場，開賽后未經(jīng)允許不得擅自離開賽場。⑤競賽完成后必須按裁判要求迅速離開賽場，不得在賽場內(nèi)滯留。⑥競賽結(jié)束時間到，應(yīng)立即停止一切競賽內(nèi)容操作，不得拖延競賽時間。⑦愛護競賽場所的設(shè)備、儀器等，不得人為損壞競賽用儀器設(shè)備。3.2工作人員須知①檢查選手證件，選手憑有效證件，按時參加檢錄和競賽，如不能按時參賽以自動棄權(quán)處理。②嚴格時間管理，選手在開賽信號發(fā)出后才能進行技能競賽，競賽過程中，選手休息、飲水或去洗手間等所用時間，一律計算在操作時間內(nèi)，飲用水由賽場統(tǒng)一準備，認真做好服務(wù)工作。③不允許選手將通訊工具帶入賽場，如私自帶入者，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)取消其競賽資格。④選手提問，經(jīng)允許后，可以提問不清楚的問題，裁判人員須正面回答。⑤賽場內(nèi)保持安靜，不準吸煙，負責各自賽位的裁判員和工作人員不得隨意進入其它賽位。⑥如果選手提前結(jié)束競賽，應(yīng)向裁判員示意，競賽終止時間由裁判員記錄在案。⑦競賽終了信號發(fā)出后，監(jiān)督選手聽從裁判員指揮，待裁判允許后方可離開賽場。⑧所有工作人員必須統(tǒng)一佩戴由大賽組委會簽發(fā)的相應(yīng)證件，著裝整齊，賽場除現(xiàn)場工作人員以外，其他人員未經(jīng)允許不得進入賽場。⑨新聞媒體等進入賽場必須經(jīng)過賽項執(zhí)委會允許，并且聽從現(xiàn)場工作人員的安排和管理，不能影響競賽進行。⑩各參賽隊的領(lǐng)隊、指導(dǎo)教練以及其他無關(guān)人員未經(jīng)允許一律不得進入賽場；經(jīng)允許進入賽場的人員，應(yīng)遵從賽場相關(guān)工作人員安排,同時遵守賽場規(guī)定和維護賽場秩序，若違反有關(guān)規(guī)定或影響選手競賽的，工作人員有權(quán)將其請出，并給予通報批評。3.3裁判人員須知競賽設(shè)檢錄裁判組、加密裁判組、現(xiàn)場裁判組和評分裁判組，確保競賽的安全、有序、規(guī)范、公平、公正。如遇疑問或爭議，須請示裁判長，裁判長的決定為現(xiàn)場最終裁定。①裁判工作實行回避制度。②參賽隊進入賽場，裁判員及賽場工作人員應(yīng)按規(guī)定審查允許帶入賽場的物品，經(jīng)審查后如發(fā)現(xiàn)不允許帶入賽場的物品，交由參賽隊隨行人員保管，賽場不提供保管服務(wù)。③競賽期間，未經(jīng)賽項執(zhí)委會允許，競賽工作人員與裁判等任何相關(guān)人員均不得泄露或提供競賽選手的個人信息、賽位號碼和競賽情況。④競賽成績單及有關(guān)資料的管理，實行交接責任制。競賽的成績，由指定的責任裁判匯集、計算、簽字后，并由裁判長簽字確認后，交給成績登記統(tǒng)計責任裁判，雙方簽字辦理交接手續(xù)。四、競賽場地、設(shè)施設(shè)備等安排（一）賽場規(guī)格要求1.競賽場地應(yīng)為地面平整、明亮、通風的室內(nèi)場地，場地面3.5m30個2.每個參賽團隊包含相應(yīng)數(shù)量工位，每個工位桌長不低于1.2m，寬不低于0.6m，并且每個參賽團隊的場地相互獨立，保證公平。3.每個競賽工位應(yīng)能夠提供獨立的電源，其供電負荷不小于1.5kw，且含安全的接地保護。4.每個競賽工位應(yīng)提供性能完好的競賽平臺、相關(guān)工具和電腦1套，安裝競賽所需的相關(guān)軟件。（二）場地布局圖（三）基礎(chǔ)設(shè)施清單1.競賽環(huán)境承辦方根據(jù)報名人數(shù)及設(shè)備最終數(shù)量，提供面積與競賽規(guī)模標明編號，確保選手不受外界影響參加比賽。賽場提供穩(wěn)定的照明和供電應(yīng)急設(shè)備等。（1）603.5m，采光、照明和通風良好，環(huán)境溫度、濕度符合設(shè)備使用規(guī)定，同時滿足選手的正常競賽要求。，符合緊急疏散要求。賽場提供穩(wěn)定的水、電、氣源和供電應(yīng)急設(shè)備，并有保安、公安、消防、設(shè)備維修和電力搶險人員待命，以防突發(fā)事件。根據(jù)賽項特點，用擋板隔離成競賽區(qū)域構(gòu)成競賽單元，賽位面積在1.5㎡左右。賽場布置的每個賽位中，各單元均提供220V電源供電設(shè)備，為每個賽位提供一套計算機。賽場設(shè)維修服務(wù)、醫(yī)療、生活補給站等公共服務(wù)區(qū)，為選手和賽場人員提供服務(wù)；設(shè)有安全通道，大賽觀摩、采訪人員在安全通道內(nèi)活動，保證大賽安全有序進行。賽事單元相對獨立，確保選手獨立開展比賽，不受外界影響；賽區(qū)內(nèi)包括廁所、醫(yī)療點、維修服務(wù)站、生活補給站、垃圾分類收集點等都在警戒線范圍內(nèi)，確保大賽在相對安全的環(huán)境內(nèi)進行。2.技術(shù)平臺（1）技術(shù)平臺實驗箱圖技術(shù)平臺實驗箱示意圖技術(shù)平臺實驗箱中配備雙目攝像頭、舵機云臺攝像頭、無需額外硬件操作，降低使用門檻，使用戶更專注于人工智/器輸入輸出模塊，保證項目和實驗運行結(jié)果的一致性。在箱體內(nèi)部已經(jīng)規(guī)劃出收納區(qū)、操作區(qū)、音視頻輸出區(qū)、音視頻輸入?yún)^(qū)、用戶操作區(qū)，結(jié)構(gòu)清晰、功能完整。產(chǎn)品中配備開4USBUSB1）核心開發(fā)板CPU64位四核ARMA57@1.43GHzGPU128核NVIDIAMaxwell@921MHz4GB64LPDDR4@1600MHz|25.6GB/s視頻編碼器*4Kp30|（4x）1080p30|（2x）1080p60視頻解碼器*4Kp601080p602）屏幕1920*10802K3）舵機云臺攝像頭舵機云臺攝像頭搭載兩個金屬齒輪舵機，支持雙自由度180人臉識別等算法。4）全向麥克風3603mASR識別等算法，可以應(yīng)用于智能家居、語音控制、語音輸入等場景。5）USB4USB3.0USB如攝像頭、USB開發(fā)板，Wi-Fi模塊等。6）傳感器模塊360器分別為環(huán)境傳感器、電容式土壤濕度傳感器、光亮度傳感NFC環(huán)境傳感器環(huán)境傳感器BME680可以采集環(huán)境有機揮發(fā)氣體、溫度、濕度、氣壓等環(huán)境數(shù)據(jù)，可以用于環(huán)境檢測場景。電容式土壤濕度傳感器電容式土壤濕度傳感器可以獲取土壤水分含量，可以用于土壤分析、智慧農(nóng)業(yè)等場景。光亮度傳感器光亮度傳感器可以獲取環(huán)境光亮度，可以用于環(huán)境監(jiān)測場景。NFCNFCNFC卡場景。360360度舵機可以用于動力輸出，可以用于模擬智能窗簾、閘機等場景。GPIOGPIO擴展板可以用于連接以上傳感器，如果以上傳感器不能滿足需求，還可以自行擴展。（2）競賽平臺及設(shè)備參數(shù)競賽平臺設(shè)備清單序號名稱競賽平臺規(guī)格參數(shù)數(shù)量1邊緣計算開發(fā)板CPU：四核ARM處理器GPU：128個CUDA核心（3）0.5TFLOPS(FP16)顯存：64位LPDDR4，不小于4GB存儲：eMMC5.1閃存，不小于16GB核心開發(fā)板內(nèi)置以下功能的sdk:人臉檢測、人臉特征提取、人臉對齊、人體檢測、車牌識別、口罩檢測12屏幕13.3寸（1920*1080）觸摸屏支持13麥克風360度全向電容式麥克風14傳感器擴展板40pinGPIO擴展板15可編程的按鈕開孔尺寸：2