全國服務型制造技術技能大賽河南省選拔賽-賽項4-服務機器人應用技術員（機器人智能服務）項目（學生組）實操樣題

2022年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——全國服務型制造應用技術技能大賽

河南省選拔賽

服務機器人應用技術員（機器人智能服務）賽項

（學生組）

實

操

任

務

書

全國服務型制造應用技術技能大賽

河南省組織委員會技術組

2022年9月

重要說明

1．比賽時間120分鐘，100分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開賽

位場地，需要在賽位指定位置，與比賽設備隔離。

2．比賽共包括5個任務，總分100分，見表1。

表1比賽任務及配分

序名稱配分說明

號

1任務一：服務機器人人工智能關鍵模塊集成20

2任務二：服務機器人人工智能公共服務25

3任務三：服務機器人人工智能載運25

4任務四：服務機器人人工智能工業(yè)巡檢25

5安全生產與職業(yè)規(guī)范5

合計100

3．除有說明外，不限制各任務評判順序，且不限制任務中各項的先后順

序，選手在實際比賽過程中要根據(jù)賽題情況進行操作。

4．評判的節(jié)點在任務中有提示，需要裁判驗收的各項任務，完成相應

的任務后請示意裁判進行評判，各任務裁判只驗收1次，請根據(jù)賽題說明，

確認完成后再提請裁判驗收。

5．請務必閱讀各任務的重要提示。

6．比賽過程中，選手一定要嚴格遵守安全操作規(guī)范，若發(fā)生危及設備或

人身安全事故，立即停止比賽，將取消其參賽資格。

7．比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計算機里指定

位置D:\2021SRAIZL\。

8．選手對比賽過程中需裁判確認部分，應當先舉手示意。

9．參賽選手在競賽過程中，不得使用U盤，否則按作弊處理。

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10．選手在競賽過程中應該遵守相關的規(guī)章制度和安全守則，如有違

反，則按照相關規(guī)定在競賽的總成績中扣除相應分值。

11．選手在比賽開始前，認真對照工具清單檢查工位設備，并確認后

開始比賽；選手完成任務后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場需統(tǒng)一收回再提供

給其他選手使用。

12．賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計算機指定

文件夾D:\2022SRAI\中建立結果存儲文件夾（命名方式為：組別+場次號+

賽位號+AI），例如結果存儲文件夾名稱為X0102AI，其中，X表示學生組組

別，01代表場次號，02代表賽位。賽題中所要求存儲的文件請備份到結果

存儲文件夾下，即使選手沒有任何存儲文件也要求建立該文件夾。

13．選手嚴禁攜帶任何通訊、存儲設備及技術資料，如有發(fā)現(xiàn)將取消

其競賽資格。選手擅自離開本參賽隊賽位或與其他賽位的選手交流或在賽

場大聲喧嘩，嚴重影響賽場秩序，如有發(fā)生，將取消其競賽資格。

14．選手必須認真填寫各類文檔，競賽完成后所有文檔按頁碼順序一

并上交。

15．選手必須及時保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電及其它

情況造成程序或資料的丟失。

16．賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。

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一、競賽項目任務書

任務1：服務機器人人工智能關鍵模塊集成

任務描述：根據(jù)任務書要求，對服務機器人關鍵模塊進行編程調試和

網(wǎng)絡模塊配置，利用提供的可視化軟件，完成激光雷達數(shù)據(jù)、相機圖像數(shù)

據(jù)、里程計數(shù)據(jù)等關鍵傳感器數(shù)據(jù)可視化顯示；根據(jù)多機器人協(xié)作要求，

完成多機器人網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)交互等網(wǎng)絡模塊的配置，實現(xiàn)服務機器人的

智能化功能操作。

（一）關鍵模塊編程與軟件調試

利用編程軟件編寫測試程序，調試激光雷達、相機、超聲波、防碰撞傳

感器等模塊，完成激光雷達數(shù)據(jù)、相機圖像數(shù)據(jù)、里程計數(shù)據(jù)等關鍵傳感器

數(shù)據(jù)可視化顯示。

具體的任務要求：

1.在服務機器人部署工具中，設置通用服務機器人本體（巡檢模塊和

載運模塊共用本體）上的超聲波傳感器的應用方式，然后測試車前、車后

超聲波傳感器的探測效果。

2.利用服務機器人部署工具，在競賽場地內的任意兩點之間規(guī)劃運動

路徑，控制通用服務機器人本體在兩點之間自動導航運動，然后在通用服

務機器人本體處于運動過程中時，測試防碰撞傳感器的效果。

3.調試通用服務機器人本體上的激光雷達模塊，通過分析網(wǎng)絡通信的

連接狀態(tài)，排查并解決通信連接的斷路問題。調用激光雷達數(shù)據(jù)傳輸接口

函數(shù)，編寫并運行測試程序，實現(xiàn)激光雷達數(shù)據(jù)的實時獲取及可視化數(shù)據(jù)

顯示。

4.將服務機器人巡檢模塊安裝至通用服務機器人本體上，調試通用服

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務機器人本體上的云臺相機模塊，通過分析網(wǎng)絡通信的連接狀態(tài)，排查并解

決通信連接的斷路問題。調用相機接口函數(shù)，編寫并運行測試程序，觸發(fā)

云臺相機拍照，然后顯示獲取的圖像。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，選手分別靠近通用服務機器人本體的車前、

車后部，測試服務機器人是否播報警示語音。

2.要求選手在裁判評判時，選手在通用服務機器人本體處于自動導航

運動時，主動用腳撞擊防碰撞傳感器，測試服務機器人是否暫停運動。

3.要求選手在裁判評判時，展示實時獲取的激光雷達數(shù)據(jù)。

4.要求選手在裁判評判時，展示云臺相機獲取的當前圖像。

（二）多服務機器人的自我管理調試

根據(jù)多機器人協(xié)作要求，完成多機器人網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)交互等網(wǎng)絡模

塊的配置，完成服務機器人自主充電等任務，實現(xiàn)設備自我管理。

具體的任務要求：

1.設置通用服務機器人本體、通用服務機器人本體的網(wǎng)絡參數(shù)，使二

者連接至同一局域網(wǎng)下，且網(wǎng)絡通信處于正常連通狀態(tài)。

2.在機器人部署工具中，分別為通用服務機器人本體、通用服務機器

人本體設置充電點。

3.調用服務機器人電池剩余電量狀態(tài)輸出接口，編寫自主充電調控程

序，根據(jù)通用服務機器人本體、通用服務機器人本體的剩余電量的多少，

進行數(shù)據(jù)比較并輸出比較的結果，控制剩余電量少的本體執(zhí)行自主充電任

務。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，展示已經(jīng)設置的通用服務機器人本體、通

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用服務機器人本體的充電點。

2.要求選手在裁判評判時，運行自主充電調控程序，根據(jù)比較結果，控

制剩余電量少的本體執(zhí)行自主充電任務。

完成任務一中任一子任務后，即可以舉手示意裁判進行評判！

任務2：服務機器人人工智能公共服務

任務描述：根據(jù)任務書要求，通過設備編程和調試，完成服務機器人

在安全防護、防疫檢測等公共服務場景中的公共服務區(qū)域設置、環(huán)境地圖

構建和特定命令語料設置；結合服務機器人自主導航目標點設置、自適應

物料辨識、公共服務模塊控制、智能語音控制等功能，完成相應公共服務

場景人工智能應用任務，并輸出調試報告。

（一）消殺模塊功能調試

根據(jù)任務書要求，完成服務機器人消殺模塊與通用服務機器人本體的

安裝及接線，然后，調用殺菌燈和噴霧消殺的控制接口，編寫開關狀態(tài)控

制程序，調試消殺功能模塊。

具體的任務要求：

1.調用殺菌燈的控制接口，編寫殺菌燈控制程序。

2.調用噴霧消殺的控制接口，編寫噴霧機控制程序。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，展示殺菌燈的開啟及關

閉。

2.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，展示噴霧機的開啟及關

閉。

（二）建立環(huán)境地圖

利用通用服務機器人本體的部署工具控制其在競賽單元場地運動，

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結合其自帶的智能傳感器，構建環(huán)境地圖。在環(huán)境地圖中設置導航點，

完成通用服務機器人自主導航與移動。

圖1消殺區(qū)域定義

具體的任務要求：

1.利用通用服務機器人本體部署工具，控制其在競賽單元場地運動，

構建環(huán)境地圖。

2.如圖1所示是消殺區(qū)域的分配，在閘機（通用物聯(lián)網(wǎng)模塊）兩側分

別是“殺菌燈消殺區(qū)域”和“噴霧消殺區(qū)域”。根據(jù)消殺區(qū)域的定義，要求選

手在環(huán)境地圖中設置合理的導航點，覆蓋兩個消殺區(qū)域。

3.調用閘機開關控制接口，編寫控制程序，調試閘機的開啟及關閉功

能。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，展示環(huán)境地圖的建圖及導航點設置結果。

2.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，展示閘機的開啟及關閉。

（三）智能語音交互及安防功能調試

基于服務機器人語音交互開發(fā)系統(tǒng)，設置自定義語料?；谧远x的

語料，通過編程流程控制程序，觸發(fā)服務機器人執(zhí)行指定的任務?；谙?/p>

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殺模塊上安裝的通用智能安防模塊，編寫人臉認證及體溫測量程序，實現(xiàn)

主動安全防護。

具體的任務要求：

1.設置自定義語料，要求具有泛化性。然后編程語音交互程序，使其

能夠支撐服務機器人在如下對話場景中輸出正確答案：當以語音對話方式

向服務機器人發(fā)出指令：“現(xiàn)在開始啟動”或“啟動”或“開始啟動”，

要求服務機器人能夠回復并語音播報：“收到指令，開始執(zhí)行”。

2.調用通用智能安防模塊的人臉認證接口，編寫身份信息比對程序，

測試通用智能安防模塊對選手身份信息的認證任務。

3.調用通用智能安防模塊的體溫測量接口，編寫體溫測量程序，測試

通用智能安防模塊對選手體溫信息的實時觀測。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，要求選手以語音對話方式向服務機器人發(fā)

出指令：“開始啟動”，要求服務機器人能夠回復并語音播報：“收到指令，

開始執(zhí)行”。

2.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，展示選手被人臉識別之

后的輸出結果。

3.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，展示選手的體溫測量結

果。

（四）醫(yī)療廢棄物回收功能調試

在服務機器人完成消殺作業(yè)之后，利用消殺模塊上協(xié)作機器人末端的

深度相機，導航點附近識別、定位醫(yī)療廢棄物，引導協(xié)作機器人抓取醫(yī)療

廢棄物，并放置于垃圾桶中，實現(xiàn)醫(yī)療廢棄物回收作業(yè)。

具體的任務要求：

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1.在協(xié)作機器人編程操作頁面中，對機器人進行示教編程，實現(xiàn)基礎

運動和電動手爪開關控制。

2.基于協(xié)作機器人末端安裝的深度相機，編寫視覺識別程序，控制深

度相機采集圖像，通過調用視覺算法對采集的圖像進行處理，實現(xiàn)對醫(yī)療

廢棄物的識別、定位。

3.基于視覺引導、定位的思想，編寫協(xié)作機器人綜合運動控制程序和

主控程序。根據(jù)深度相機識別獲取的醫(yī)療廢棄物位置信息，驅動協(xié)作機器

人抓取醫(yī)療廢棄物，并放置于垃圾桶中。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，選手在協(xié)作機器人編程操作頁面點擊啟動

按鈕，協(xié)作機器人在任意兩點（第1點和第2點）間往復運動3次，同時要

求每次運動至第1點時，電動手爪打開。每次運動至第2點時，電動手爪閉

合。

2.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，展示視覺識別的位置數(shù)

據(jù)。

3.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，要求協(xié)作機器人自動完

成“抓取醫(yī)療廢棄物，并放置于垃圾桶中”的任務。

（五）面向公共服務應用的綜合任務

結合服務機器人自主導航目標點設置、自適應物料辨識、公共服務模

塊控制、智能語音控制、協(xié)作機器人分揀等功能，完成相應公共服務場景

人工智能應用任務。

具體的任務要求：

1.基于前述子任務實現(xiàn)的功能，編寫任務控制流程程序，完成如下自

動化任務：

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（1）選手在通用智能安防模塊上通過人臉識別完成身份認證，同時

完成體溫測量，當二者均通過檢測后，執(zhí)行下一步；

（2）選手向向服務機器人發(fā)出指令：“啟動”，服務機器人能夠回復并

語音播報：“收到指令，開始執(zhí)行”，并開始執(zhí)行任務；

（3）服務機器人首先開啟殺菌燈，在“殺菌燈消殺區(qū)域”完成消殺任

務。

（4）然后，服務機器人關閉殺菌燈，自主通過閘機通道；

（5）接著，服務機器人開啟噴霧機，在“噴霧消殺區(qū)域”完成消殺任

務。

（6）然后，服務機器人導航運動至醫(yī)療廢棄物回收點，基于視覺引導

完成醫(yī)療廢棄物回收任務。

測試要求：

要求選手在裁判評判時，運行任務控制流程程序，完成上述任務要求

中第1點所述的自動化任務流程。

完成任務二中任一子任務后，即可以舉手示意裁判進行評判！

任務3：服務機器人人工智能載運

任務描述：根據(jù)任務書要求，以港口智能物流的典型智能載運裝備運

用為場景，通過機器人及相關設備的裝調和編程，實現(xiàn)港口智能載運系統(tǒng)

的機器人搬運、智能定位、標的物(集裝箱)智能識別、自動裝卸系統(tǒng)精準對

接、載運裝備自適應運行以及作業(yè)中遠程監(jiān)控和運維等功能，完成機器人在

港口碼頭物流載運作業(yè)中的高效精準、無人化、智能化服務等典型應用場景

任務。

（一）載運模塊和新能源車功能調試

根據(jù)港口智能物流作業(yè)場景，安裝、調試載運模塊和新能源車等設備。

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具體的任務要求：

1.將服務機器人載運模塊安裝到通用服務機器人本體上，完成線纜連

接。調用載運模塊的控制接口函數(shù)，編寫并運行測試程序，調試載運模塊

的定位機構的執(zhí)行動作。

2.首先，手動控制新能源車運動至合適的位置和姿態(tài)，然后，通過調

用新能源車控制接口函數(shù)，編寫并運行測試程序，控制新能源車以倒車入

庫的方式，導航運動至場橋吊放料點。

3.在新能源車導航運動至場橋吊放料點之后，通過調用新能源車控制

接口函數(shù)，編寫并運行測試程序，控制新能源車駛離場橋吊作業(yè)區(qū)域，車

體掉頭運動至場外倉庫點。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，控制載運模塊上的4個

定位塊間距擴大。

2.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，控制新能源車以倒車入

庫的方式，導航運動至場橋吊放料點。

3.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，控制新能源車駛離場橋

吊作業(yè)區(qū)域，車體掉頭運動至場外倉庫點。

（二）橋吊功能調試

根據(jù)港口智能物流作業(yè)場景，調試、操作岸橋吊、場橋吊等設備，實

現(xiàn)基礎運動控制。

具體的任務要求：

1.調試岸橋吊的電控系統(tǒng)，調用岸橋吊電控系統(tǒng)的運動控制接口，編

寫岸橋吊各軸運動控制程序，測試岸橋吊的X（導軌式）/Y（直線模組）

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/Z（柔性繩索）軸的運動功能。

2.基于場橋吊上的網(wǎng)絡相機，編寫視覺識別程序，控制網(wǎng)絡相機采集

圖像，通過調用視覺算法對采集的圖像進行處理，實現(xiàn)對標的物(集裝箱)

的識別、定位。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，實現(xiàn)如下功能：

1）岸橋吊沿X軸（導軌式）向場橋吊方向連續(xù)運動3秒鐘，然后停止

運動；

2）岸橋吊的Y軸，從回零原點位置向船型貨倉方向連續(xù)運動3秒鐘，

然后停止運動；

3）岸橋吊的Z軸，從當前位置向下連續(xù)運動3秒鐘，然后停止運動；

2.要求選手在裁判評判時，首先，運行編寫的程序，然后，操作場橋

吊電控柜上的觸摸屏，觸發(fā)相機拍照，在觸摸屏上展示視覺識別的結果。

（三）轉運對接功能調試

通過編程和調試，首先，控制岸橋吊設備將集裝箱從船型貨倉轉運至

載運機器人上（通用服務機器人本體+載運模塊組合），然后，控制場橋

吊設備將集裝箱從載運機器人轉運至新能源小車，實現(xiàn)自適應載運等功能。

具體的任務要求：

1.首先，手動控制載運機器人運動至合適的位置，然后，通過手動操

作岸橋吊控制柜上的觸摸屏，控制岸橋吊各軸運動至合適的位置，觸發(fā)網(wǎng)

絡相機拍照并輸出返回視覺識別結果，分別示教從船型貨倉上抓取集裝箱

的抓取點，以及將集裝箱放置于載運機器人上的放置點。

2.首先，要求載運機器人所在位置與任務要求1中的所在位置一致。

然后，根據(jù)已示教的岸橋吊抓取點和放置點，通過調用視覺處理和通信接

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口，編寫并運行測試程序，實現(xiàn)自動地將集裝箱從船型貨倉轉運至載運機

器人上，載運模塊進行二次夾緊定位。

3.首先，手動控制載運機器人和新能源小車運動至合適的位置，通過

手動操作場橋吊控制柜上的觸摸屏，控制場橋吊各軸運動至合適的位置，

觸發(fā)網(wǎng)絡相機拍照并輸出返回視覺識別結果，分別示教從載運機器人上抓

取集裝箱的抓取點，以及將集裝箱放置于新能源小車上的放置點。

4.首先，要求載運機器人和新能源小車所在位置與任務要求3中的所

在位置一致。然后，根據(jù)已示教的場橋吊抓取點和放置點，通過調用視覺

處理和通信接口，編寫并運行測試程序，實現(xiàn)自動地將集裝箱從載運機器

人轉運至新能源小車上。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，按要求啟動上述任務要求中第（2）點所

述的自動化任務流程。

2.要求選手在裁判評判時，按要求啟動上述任務要求中第（4）點所

述的自動化任務流程。

（四）面向載運應用的綜合任務

根據(jù)任務書要求，編寫程序，實現(xiàn)智能載運系統(tǒng)的運程監(jiān)控和運維操

作，完成港口集裝箱自動裝卸任務場景的人工智能技術應用，并在調試報

告中進行記錄。

如下圖所示是載運場景綜合應用的示意圖，其中：

導航點1：載運機器人運動起始點；

導航點2：載運機器人上料點（岸橋吊放料點）；

導航點3：載運機器人下料點（場橋吊取料點）；

導航點4：新能源小車上料點（場橋吊放料點）；

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導航點5：新能源小車倒車入庫起始點；

導航點6：場外倉庫點；

具體的任務要求：

1.基于前述子任務實現(xiàn)的功能，編寫任務控制流程程序，完成如下自

動化任務：

（1）載運機器人從導航點1運動至導航點2；

（2）岸橋吊將集裝箱從船型貨倉轉運至載運機器人上，載運模塊進

行二次夾緊定位；

（3）載運機器人繼續(xù)運動至導航點3；

（4）新能源小車以倒車入庫的方式，運動至導航點4；

（5）場橋吊將集裝箱從載運機器人轉運至新能源小車上；

（6）轉運完成后，新能源小車運動至導航點6區(qū)域。

測試要求：

要求選手在裁判評判時，按要求啟動上述任務要求中第（1）點所述的

自動化任務流程。

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完成任務三中任一子任務后，即可以舉手示意裁判進行評判！

任務4：服務機器人人工智能工業(yè)巡檢

任務描述：根據(jù)任務書要求，以工業(yè)設備運行系統(tǒng)監(jiān)測、維護為應用

場景，通過編程和調試，完成服務機器人各巡檢單元模塊的相互通信；利用數(shù)

據(jù)集制作軟件，完成檢測單元的數(shù)據(jù)采集、清洗及標注，制作數(shù)據(jù)集；對智能

作業(yè)模型進行參數(shù)調優(yōu)，完成模型驗證和模型訓練；在服務機器人上部署訓

練模型，完成設備運行狀態(tài)監(jiān)測、顯示屏和儀表盤讀數(shù)、故障分析、實時

遠程操控及輔助故障排除等巡檢任務，并輸出調試報告。

（一）功能模塊的安裝及基礎調試

根據(jù)任務書要求，對服務機器人工業(yè)巡檢場景進行概要規(guī)劃，作業(yè)路

線圖。通過編程和調試，完成巡檢服務機器人各單元模塊的聯(lián)機通信。

具體的任務要求：

1.在通用服務機器人本體的地圖上設置合適的巡檢導航點、路徑。

2.調用云臺相機的角度調整機構控制接口，編寫控制程序，測試云臺

相機的上/下、左/右角度調整的功能。

測試要求：

1.要求選手在裁判評判時，展示環(huán)境地圖的建圖及導航點設置結果。

2.要求選手在裁判評判時，運行編寫的程序，展示云臺相機的上/下、左/

右角度調整的功能。

（二）數(shù)據(jù)集制作

利用數(shù)據(jù)集制作軟件，完成檢測單元的數(shù)據(jù)采集、清洗及標注，制作

數(shù)據(jù)集。

具體的任務要求：

1.控制機器人運動至儀器儀表板（智能巡檢任務場景）前合適的位置，

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運行云臺相機圖像采集軟件，采集多張同時包含“信號燈組模塊”和

“指針式電壓+數(shù)顯式電流表模塊”的圖片。

2.利用圖像標注工具，對每張圖像進行標注、分類。

測試要求：

要求選手在裁判評判時，展示采集的原始圖像和標