人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽省選拔賽-賽項三無人機裝調(diào)檢修工（飛行器人工智能技術(shù)應(yīng)用）實操樣題

2020年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——全國人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽河南省選拔賽

無人機裝調(diào)檢修工(飛行器人工智能技術(shù)應(yīng)用)賽項

實操樣題

（職工組/學生組）樣題

省組委會技術(shù)工作委員會

二○二○年九月

重要說明

1.比賽時間210分鐘，120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(shè)備隔離。

2.比賽共包括4個任務(wù)，總分100分，見表1。

表1比賽任務(wù)及配分

序號名稱配分說明

1任務(wù)1：飛行器系統(tǒng)基礎(chǔ)調(diào)試與調(diào)校20

2任務(wù)2：飛行器及其機載設(shè)備的編程與調(diào)20

試

3任務(wù)3：飛行器系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)調(diào)25

4任務(wù)4：典型任務(wù)實地綜合35

合計100

1

一、競賽任務(wù)書

某農(nóng)業(yè)植保公司經(jīng)過市場調(diào)研與論證，決定成立項目組，為常規(guī)

的植保飛行器進行賦能。要求使用全局曝光攝像頭、雙目視覺傳感器、

激光雷達、作業(yè)工具包等，結(jié)合公司的植保飛行控制系統(tǒng)進行編程賦

能；設(shè)計植保飛行器的自動避障、異物獲取、仿地飛行，自動投放、

地面小車組網(wǎng)等功能，使用工具和軟件，進行智能飛行器傳感器裝配

調(diào)試以及使用調(diào)試軟件對飛控模塊進行設(shè)置、調(diào)參和功能系統(tǒng)仿真；

最后選手利用裝配調(diào)試好的智能植保飛行器，完成實地綜合驗證。

具體工作任務(wù)如下：

本賽項要求在傳統(tǒng)無人機應(yīng)用場景中，加載人工智能設(shè)備，通過

模式識別、智能算法、自主控制等，實現(xiàn)傳統(tǒng)機械的智能化升級。競

賽內(nèi)容分為飛行器系統(tǒng)基礎(chǔ)安裝與調(diào)校、飛行器及其智能部件的編程

與調(diào)試、飛行器系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)調(diào)、典型任務(wù)實地綜合應(yīng)用四個階段。

任務(wù)1：飛行器系統(tǒng)基礎(chǔ)安裝與調(diào)校

根據(jù)任務(wù)書要求，完成視覺傳感器、壓力傳感器、距離傳感器等

智能傳感組件的功能調(diào)試；同步完成智能飛行器系統(tǒng)智能部件的基礎(chǔ)

安裝與功能聯(lián)調(diào)；使用相關(guān)軟件與定位設(shè)備，編制智能飛行器系統(tǒng)的

行進路線，要求參賽選手完成以下工作：

(1)完成全局曝光攝像頭功能測試，填寫測試報告；

(2)完成雙目避障傳感器的功能測試，填寫測試報告；

(3)完成激光仿地雷達的功能測試，填寫測試報告；

(4)實現(xiàn)飛行器智能部件基礎(chǔ)安裝，調(diào)校飛行器飛行控制系

統(tǒng)；

(5)按任務(wù)要求編制飛行器飛行線路，并仿真驗證.

2

任務(wù)2：飛行器及其智能部件的編程與調(diào)試

根據(jù)任務(wù)書要求，針對飛行器掛載的視覺傳感器、距離傳感器以

及作業(yè)裝置，使用相應(yīng)軟件，完成應(yīng)用程序設(shè)計；調(diào)用智能算法，完

成避障、異常作物信息采集、自主路徑規(guī)劃等功能的調(diào)試。要求參賽

選手完成以下工作：

(1)根據(jù)異常作物信息采集要求，調(diào)用智能算法，編寫全局曝光攝

像頭的應(yīng)用程序模塊；

(2)根據(jù)投放任務(wù)的要求，編寫機械爪動作的應(yīng)用程序模塊；

(3)根據(jù)仿地飛行任務(wù)要求，編寫激光仿地雷達的應(yīng)用程序模塊并

驗證；

(4)根據(jù)自主避障任務(wù)的要求，編寫雙目避障傳感器應(yīng)用程序模塊

并驗證；

(5)根據(jù)無人機飛行任務(wù)的要求，編寫飛行器自主飛行路徑程序模

塊并驗證；

(6)根據(jù)地面運載自動小車行駛?cè)蝿?wù)的要求，編寫行駛程序模塊并

驗證；

(7)根據(jù)目標識別任務(wù)要求，編寫聲光反饋設(shè)備的程序模塊并驗

證.

任務(wù)3：飛行器系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)調(diào)

根據(jù)任務(wù)書要求，使用相應(yīng)軟件，實現(xiàn)飛行器起降、航線飛行、

避障等仿真測試；實現(xiàn)系統(tǒng)通信、標的物識別；完成空地飛行器全系

統(tǒng)功能仿真測試與聯(lián)調(diào)。要求參賽選手完成以下工作：

(1)完成飛行器自主起降、航線飛行和避障并仿真測試；

(2)調(diào)用與編寫程序模塊，完成空地協(xié)同自主充電任務(wù)；

3

(3)調(diào)用與編寫程序模塊，實現(xiàn)飛行器系統(tǒng)之間的通信；

(4)調(diào)用與編寫程序模塊，實現(xiàn)飛行器標的物的識別并驗證；

(5)完成空地飛行器全系統(tǒng)功能仿真測試與聯(lián)調(diào).

任務(wù)4：典型任務(wù)實地綜合應(yīng)用

注：任務(wù)2所設(shè)計程序仿真成功的項目方可加入實地綜合應(yīng)用。

根據(jù)任務(wù)書要求，在大賽設(shè)置的典型實地場景中，使智能飛行系

統(tǒng)協(xié)同運行，綜合應(yīng)用反饋燈模擬噴灑、反饋燈顏色切換、異常作物

取證與標記、自主避障、自主充電、斷點續(xù)航等技術(shù)技能，完成自主

探測、自主決策、自主作業(yè)、自主管理等人工智能要素。求參賽選手

完成以下工作：

(1)實現(xiàn)飛行器與地面運載自動小車按給定路線自主行進；

(2)實現(xiàn)飛行器指定作物區(qū)域識別，模擬噴灑；

(3)實現(xiàn)飛行器異常作物取證和和標記，回傳地面站并顯示；

(4)實現(xiàn)飛行器飛行過程中自主避障功能；

(5)實現(xiàn)飛行器自動調(diào)節(jié)飛行高度仿地飛行功能；

(6)實現(xiàn)飛行器自主充電功能，與地面運載自動小車聯(lián)合模擬充電，

自主起飛，斷點續(xù)航；

(7)實現(xiàn)飛行器按指定航線和和高度保持飛行，自主穿越標記圓環(huán)；

(8)實現(xiàn)在地面運載自動小車上自主降落，由其運送返回指定地點。

4

競賽任務(wù)設(shè)計

比賽任務(wù)評分要求分值合計

1.全局曝光攝像頭功能測試3

2.雙目避障傳感器功能測試3

任務(wù)1：飛行器系統(tǒng)

3.仿地雷達功能測試320

基礎(chǔ)調(diào)試與調(diào)校4.無人機飛控系統(tǒng)調(diào)校6

5.無人機航線規(guī)劃5

1.異常作物識別程序設(shè)計3

2.機械爪動作的應(yīng)用程序設(shè)計3

任務(wù)2：飛行器及其3.激光仿地雷達的應(yīng)用程序設(shè)計3

機載設(shè)備的編程與4.雙目避障傳感器應(yīng)用程序設(shè)計320

調(diào)試5.無人機飛行路徑程序設(shè)計3

6.小車行駛程序設(shè)計3

7.聲光反饋燈程序設(shè)計2

1.空地載體數(shù)據(jù)通訊程序編寫5

任務(wù)3：飛行器系統(tǒng)2.人工智能主程序編寫5

25

設(shè)備的聯(lián)調(diào)3.空中傳感器的安裝與調(diào)試5

4.主程序?qū)肱c各設(shè)備聯(lián)調(diào)10

1.無人機與小車各自按路線行進5

2.異常作物識別與報警5

3.敏感作物識別、報警與取證5

任務(wù)4：典型任務(wù)實

4.無人機自主避障535

地綜合

5.無人機仿地飛行5

6.無人機與小車相約中途充電5

7.無人機安全返回5

5

附件一

一、全局曝光攝像頭測試報告

1、基本功能測試（連續(xù)拍攝8張照片）

1）拍攝參數(shù)

分辨率拍攝頻率樣張格式

2）截圖（樣張右下角需要打印出拍攝時間）

6

3）參數(shù)測試

序號像素方差清晰度序號像素方差清晰度

平均值平均值

標準差標準差

注：像素方差的標準差反應(yīng)了安裝穩(wěn)定性

2、異物檢測功能測試（分別拍攝4張有兩種標的物的圖片）

1）拍攝參數(shù)

分辨率拍攝頻率樣張格式

顏色1/形狀顏色2/形狀

2）截圖

7

3）測試結(jié)論

顏色檢出數(shù)量/概率形狀檢出數(shù)量/概率

顏色1

顏色2

8

二、雙目避障傳感器測試報告

1、參數(shù)

分辨率拍攝范圍

安裝偏移量

2、點云截圖（需包括檢測點的位置信息）

3、對照

xyz

點云顯示

實際顯示

偏離值

檢測示意圖

相機

檢測物體

9

三、仿地雷達測試報告

序號視場角準確度