2020年全國行業職業技能競賽

——全國人工智能應用技術技能大賽河南省選拔賽

計算機程序設計員（機器人人工智能技術應用）賽項

實操樣題（職工組）

工位號：

選手須知：

1、比賽時間150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，與比賽設備隔離。

2、比賽共包括2個任務，總分100分，見表1。

表1比賽任務及配分

序號名稱配分說明

1任務1：智能相機調試及應用40

2任務2：機器人人工智能技術綜合應用60

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賽題情況進行操

作。

4、請務必閱讀各任務的重要提示。

5、比賽過程中，若發生危及設備或人身安全事故，立即停

1

止比賽，將取消其參賽資格。

6、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:\ROBAI\。

7、選手對比賽過程中需裁判確認部分，應當先舉手示意。

8、參賽選手在競賽過程中，不得使用U盤。

9、選手在競賽過程中應該遵守相關的規章制度和安全守則，

如有違反，則按照相關規定在競賽的總成績中扣除相應分值。

10、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，現場

需統一收回再提供給其他選手使用。

11、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:\2020ROBAI\中命名對應文件夾（賽位號+AI），

賽位號為兩個字母+5位數字，如DS21127。賽題中所要求備份的

文件請備份到對應到文件夾下，即使選手沒有任何備份文件也要

求建立文件夾。

12、需要裁判驗收的各項任務，任務完成后裁判只驗收1次，

請根據賽題說明，確認完成后再提請裁判驗收。

13、選手嚴禁攜帶任何通訊、存儲設備及技術資料，如有發

現將取消其競賽資格。選手擅自離開本參賽隊賽位或者與其他賽

位的選手交流或者在賽場大聲喧嘩，嚴重影響賽場秩序，如有發

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

2

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。

17、競賽平臺系統中，分揀及裝配工作臺桌面布局圖如圖1

所示，半成品箱體初始位姿俯視圖如圖2所示。

圖1分揀及裝配工作臺桌面布局

圖2半成品箱體初始位姿俯視圖

3

一、競賽項目任務書

任務1：智能相機調試及應用（40分）

任務描述：通過人工智能技術賦能，在工業機器人分揀與裝配單

元中，通過操作3D視覺系統軟件，完成3D相機的調試、標定；根據

要求，采集、標注圖像數據，完成基于深度學習的工件識別模型的訓

練及部署。

（一）手眼標定操作

在工業機器人末端安裝標定板，設置標定參數，完成工業機器人

與相機之間的手眼標定。

具體包含的任務：

（1）在工業機器人末端安裝標定板，對3D智能相機軟件與工業

機器人系統的通信進行設置，使3D智能相機軟件獲得工業機器人的

控制權。

（2）設置合理的相機參數，使其獲取高質量的標定板圖像數據。

（3）設置合理的標定參數，啟動自動手眼標定程序，根據標定

精度的結果進行評判。

（二）圖像采集及標注

操作3D智能相機和視覺系統軟件，采集目標物體的圖像數據，

根據要求完成圖像的標注。

具體包含的任務：

（1）設置、調整相機參數，使相機獲得清晰、高質量的圖像。

（2）在“分揀及裝配工作站”上的物料盒中，放入多個M6、M10

螺釘和螺母，并手動調整合適的螺釘、螺母的位姿。然后，在保證圖

像質量的情況下，采集10張包含不同螺釘、螺母擺放位姿的物料盒

圖像。

（3）利用內置的圖像標注工具，對每張圖像進行標注，要求每

種型號螺釘、螺母的標注實例數量是20個。

（三）模型訓練及部署驗證

基于采集及標注的圖像數據，訓練工件識別模型。將訓練后的模

4

型導入并部署至視覺系統軟件中，測試模型的識別精度。

具體包含的任務：

（1）啟動模型訓練，等待視覺系統完成工件識別模型訓練；

（2）將訓練完成的模型分別導入至不同螺釘、螺母的視覺識別

工程中，并設置相應的參數和感興趣區域。

（3）在視覺識別工程中，切換至虛擬相機模式，加載標準驗證

圖像，利用已訓練模型對其進行識別，驗證模型的識別效果。

完成任務1中任一任務后，即可以舉手示意裁判進行評判！

任務2：機器人人工智能技術綜合應用（60分）

任務描述：通過綜合操作、編程和調試，對工業機器人進行智能

化賦能和綜合應用，完成工業機器人基于3D視覺的工件無序智能抓

取；通過調用規劃軟件，完成工件的裝配。

（一）基于圖形化編程軟件的機器人程序編寫

使用圖形化編程軟件，編寫工業機器人點位、I/O變量控制程序，

控制工業機器人完成位姿固定工件的抓取及放置。

初始作業狀態設置：

（1）在“分揀及裝配工作站”的二次定位裝置上，手動放置一

個M10螺釘和一個M10螺母。

（2）在“箱體旋轉供料及裝配臺”的2號工位上，手動放置半

成品箱體。

（3）在“井式供料裝置”中，手動放置3個箱體端蓋。

具體包含的任務：

（1）編寫圖形化程序，示教工業機器人定位、設置I/O變量。

（2）利用不同的夾具，完成M10螺母鉚壓、箱體端蓋裝配、M10

螺釘鎖緊等任務。

請注意：任務中涉及的手動設置初始作業狀態部分，在評判階段，

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由裁判執行相關手動操作。

（三）散亂工件的分揀及簡單裝配

使用圖形化編程軟件，編寫工業機器人控制程序，結合3D智能

相機識別的工件位姿結果，控制工業機器人完成對物料盒中散亂工件

的分揀及簡單裝配。

初始作業狀態設置：

在“分揀及裝配工作站”的物料盒中，分別手動散亂放置螺釘和

螺母；在“箱體旋轉供料及裝配臺”的2號工位上，手動放置半成品

箱體；在“井式供料裝置”中，手動放置3個箱體端蓋。

具體包含的任務：

（1）導入手眼標定的坐標系變換結果，設置合理的點云模板、

抓取點位置以及抓取夾具參數等。

（2）使用圖形化編程軟件，編寫工業機器人控制程序。結合3D

智能相機識別的工件位姿結果，控制工業機器人分揀一個M10螺釘和

一個M10螺母，放置于二次定位裝置上。

（3）利用不同快換夾具，完成M10螺母鉚壓、箱體端蓋裝配、

M10螺釘鎖緊等任務。

請注意：任務中涉及的手動設置初始作業狀態部分，在評判階段，

由裁判執行相關手動操作。

完成任務2中任一任務后，即可以舉手示意裁判進行評判！

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二、本項目提供的文檔和資料

（一）原始數據：

提供硬件I/O配置表。

（二）文件目錄：

競賽過程和結束后選手將結果文件保存在相應的文件夾內。路徑

如下：

D:\2020ROBAI\比賽結束保存全部比賽結果文件；

三、競賽結束時當場提交的成果與資料

競賽結束時，參賽隊須當場提交成果與資料：

將D:\2020ROBAI\目錄全部考入刻入大賽提供1個移動U盤，封

裝后簽上場次和工位號，并上交裁判。

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2020全國職業技能競賽

－－全國人工智能應用技術技能大賽河南省選拔賽

計算機程序設計員（機器人人工智能技術應用）賽項

實操樣題（職工組）

任務1：智能相機調試及應用工單

參賽選手號：工位號：

作業情況記

序號作業類型+作業對象+作業內容備注

錄

1作業前的勞保、安全防護穿戴

在工業機器人末端安裝標定板，對3D智能

相機軟件與工業機器人系統的通信進行設

2

置，使3D智能相機軟件獲得工業機器人的

控制權

設置合理的相機參數，使其獲取高質量的標

3

定板圖像數據

設置合理的標定參數，啟動自動手眼標定程

4

序，根據標定精度的結果進行評判

設置、調整相機參數，使相機獲得清晰、高

5

質量的圖像

在“分揀及裝配工作站”上的物料盒中，放

入多個M6、M10螺釘和螺母，并手動調整合

6適的螺釘、螺母的位姿。然后，在保證圖像

質量的情況下，采集指定數量的包含不同螺

釘、螺母擺放位姿的物料盒圖像

利用內置的圖像標注工具，對每張圖像進行

7標注，要求每種型號螺釘、螺母的標注實例

數量達到指定數量

啟動模型訓練，等待視覺系統完成工件識別

8

模型訓練

將訓練完成的模型分別導入至不同螺釘、螺

9母的視覺識別工程中，并設置相應的參數和

感興趣區域

在視覺識別工程中，切換至虛擬相機模式，

10加載標準驗證圖像，利用已訓練模型對其進

行識別，驗證模型的識別效果

11完成作業，整理工位

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2020全國職業技能競賽

－－全國人工智能應用技術技能大賽河南省選拔賽

計算機程序設計員（機器人人工智能技術應用）賽項

實操樣題（職工組）

任務2：機器人人工智能技術綜合應用工單

參賽選手號：工位號：

序號作業類型+作業對象+作業內容作業情況記錄備注

1作業前的勞保、安全防護穿戴

編寫圖形化程序，示教工業機器人定

2

位、設置I/O變量

利用不同的夾具，完成螺母鉚壓、箱

3

體端蓋裝配、螺釘鎖緊等