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    高速果實采摘機器人開發試驗平臺(項目) 采購信息公示

    更新時間:
    2024年01月22日
    招標單位: 立即查看
    截止時間: 立即查看 招標編號: 立即查看
    項目名稱: 立即查看 代理機構: 立即查看
    關鍵信息: 機器人 試驗平臺  招標文件: 立即查看
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    我校近期擬對“高速果實采摘機器人開發試驗平臺 ”(項目名稱)啟動采購程序,為充分創造條件讓供應商參與我校采購項目,根據《政府采購信息發布管理辦法》(財政部令〔2019〕101號)、《****政府采購意向公開工作的通知》(財庫〔2020〕10號)精神,現將有關該項目的主要用途、功能及使用目的、采購需求(技術參數、主要配置、售后服務等)進行公示。詳見附件一:采購需求書。

    本次公示是本單位采購工作的初步安排,具體采購項目情況以相關采購公告和采購文件為準。

    如有異議,請于本公示后五日內,書面送(寄)達我處,逾期不予接受。



    聯系人:張老師 0511-****1357


    ****

    2024年1月22日







    附件一

    采購需求書

    一、項目概況及總體要求

    國家數字農業裝備(人工智能和****分中心面向我國農業生產的科技與裝備支撐的痛點和瓶頸問題,立足于打造人工智能和農業機器人的國家戰略科技力量,成為原始創新策源地。****裝備中心在人工智能和農業機器人領域的重要布局,成為推動國家****基地建設的關鍵支撐。

    分中心打造農業人工智能通用自拓架構與算法、農業機器人多適高速技術與裝備、數智融合集群智慧管控技術與系統3大實驗平臺,突破一批人工智能和農業機器人關鍵技術,形成可復制推廣構建AI+Agribot智慧農業模式和“中國方案”,推動人工智能和農業機器人對現代生產支撐作用的重大跨越。

    ****中心戰略定位和目標,本次將采購高速果實采摘機器人開發試驗平臺(1臺),用于承載重點科研攻關計劃任務:引領性技術——高速果實采摘機器人技術。經費預算為69 萬元。

    二、采購用途

    采購用途:√科研 □教學 □醫療 □管理 □后勤 □其他

    用途說明:高速果實采摘機器人開發試驗平臺旨在用于研究多種果實的高速機器人采收技術,滿足開展采摘機器人的多末端執行器快換、多場景自主感知、視覺-機械臂-底盤高速協同運動控制等裝置與技術開發以及相關性能測試評估。用于各類果實采摘機器人開發初期的相關算法、方法等的試驗驗證和測試分析等。

    三、采購需求一覽表(貨物類):

    高速果實采摘機器人開發試驗平臺整機由多末端機電-傳感-控制快換系統、多末端系統、多作物視覺識別定位開發試驗模塊、多場景導航算法開發試驗模塊、視覺-機械臂-底盤高速協同運動控制試驗模塊、采摘機器人性能評估試驗模塊和采摘機器人本體構成。

    序號

    貨物名稱

    是否為進口設備

    單位

    數量

    是否屬核心產品

    1

    多末端機電-傳感-控制快換系統

    1

    2

    多末端系統

    1

    3

    多作物視覺識別定位開發試驗模塊

    1

    4

    多場景導航算法開發試驗模塊

    1

    5

    底盤-手臂高速協同運動控制試驗模塊

    1

    6

    采摘機器人性能評估試驗模塊

    1

    7

    采摘機器人本體

    1

    四、技術指標(按一覽表中貨物分別填寫)

    1. 多末端機電-傳感-控制快換系統 ( 1 臺或套)

    序號

    指標項

    重要性

    指標要求

    關鍵指標理由

    1

    快換機構


    定制多末端機電-傳感-控制一體快換裝置,支持與機械臂腕部的二維鰭條效應軟體手、力反饋二指夾爪和力反饋多模雙指末端等三類末端執行器的快速換接。

    1、本體重量≤2kg。

    2、靜態電流≤ 200mA。

    3、最大電流≤3.0A。

    4、額定負載≥10kg。

    5、支持通信接口:串口、USB。

    6、主結構材料:鋁合金。


    2

    系統功能

    1、支持機械臂和末端自主完成坐標系校準。

    2、支持多末端辨識與傳感-控制通訊算法匹配,實現多末端的傳感-控制自動通信。

    3、支持多末端系統自適應、上電自檢,無需手動切換程序。

    4、相關UI界面設計。

    5、多末端快換時間≤10s。


    2. 多末端系統 ( 1 臺或套)

    序號

    指標項

    重要性

    指標要求

    關鍵指標理由

    1

    二維鰭條效應軟體手


    1、尺寸≤60x150x160mm。

    2、重量≤400g。

    3、抓取尺寸≥100mm。

    4、抓取重量≥0.5kg。

    5、供電電壓:12-24v。

    6、抓取頻率≥30次/min。

    7、含力反饋。


    2

    力反饋二指夾爪


    1、采用鋁合金材料,主體凈重≤400g,尺寸不超過150mmx80mmx60mm(長x寬x高)。

    2、額定負載≥2kg。

    3、采用平行抓取機構,最大夾持寬度≥90mm,精度≤2mm。

    4、支持USB串口控制,支持堵轉保護。

    5、關節最大速度≥80°/s。

    6、需具備力反饋傳感器。


    3. 多作物視覺識別定位開發試驗模塊 ( 1 臺或套)

    序號

    指標項

    重要性

    指標要求

    關鍵指標理由

    1

    In-Hand深度相機


    1、安裝于采摘機器人本體末端。

    2、深度視野≥80°。

    3、深度圖像分辨率不低于 1280x720,輸出幀率≥60fps。

    4、RGB圖像分辨率不低于1920x1080,幀率≥30fps。


    2

    To-Hand深度相機


    1、安裝于采摘機器人移動平臺上。

    2、高度≥0.5m。

    3、深度視野≥80°。

    4、深度圖像分辨率不低于 1280x720,輸出幀率≥60fps。

    5、RGB圖像分辨率不低于1920x1080,幀率≥30fps。


    3

    系統功能


    1、融合RGB-D信息的目標作物檢測定位算法通用框架和多作物目標檢測模型庫。

    2、可識別至少三種作物,提供算法接口支持二次開發。

    3、融合深度傳感器信息可測量被識別目標的空間坐標,坐標誤差≤5mm。

    4、圖像處理:基于OpenCV實現顏色識別、手勢識別、人臉識別、視覺巡線等10多個功能案例,提供相應的開源代碼,學習機器視覺基礎內容。

    5、3D立體視覺:裝備立體相機,可用于對室內環境的三維模型重構;支持使用點云庫,可獲取三維圖像傳感器的數據在ROS中使用,實現機器人3D物體識別和三維重建。

    6、機器學習實踐:系統適配了MediaPipe 、 Yolo等開源機器學習框架,可實現人體姿態識別、目標檢測、二維碼識別和跟隨等功能,提供對應機器學習框架的開發應用案例。


    4. 多場景導航算法開發試驗模塊 ( 1 臺或套)

    序號

    指標項

    重要性

    指標要求

    關鍵指標理由

    1

    硬件**


    1、底盤需基于左右履帶差速轉向+克里斯蒂式獨立懸掛+多組避震運動結構。

    2、主體凈重≤200 kg,尺寸不超過 1050mm*820mm*650mm(長*寬*高),防護等級IP22。

    3、最大載重≥40kg,最大速度≥1.3 m/s,最大爬坡角度≥25°,越障能力≥130 mm,最小拐彎半徑0m(原地自轉)。

    4、電池電壓≥48V,容量≥29Ah,整機續航時間5~8小時,充電時間2~3小時,具有電池充放電保護、過流過壓保護、電壓顯示、電量顯示等功能。

    5、USB擴展接口數量≥3,電源擴展接口數量≥5,可提供5V、12V和24V的電源輸出。

    6、須搭載 IPS 顯示屏幕,屏幕尺寸≥10英寸,分辨率不低于1024x600。

    7、須搭載不少于2個交互功能按鈕,可自定義按鍵功能。

    8、車身需配備急停安全開關,可緊急制動無人車。

    9、須搭載處理器不低于 Intel 酷睿 i7系列的工控機,工控機須具備獨立顯卡,且顯卡顯存≥4GB,內存≥16GB,安裝有容量≥256GB的固態硬盤。此外,須配備高性能無線網卡,傳輸速率≥700Mbps,且支持藍牙4.2。

    10、須搭載不少于兩個2D 單線激光雷達,激光雷達掃描角度≥270°,測量范圍≥40m,角度分辨率≤0.35度,采樣頻率≥16000Hz,測距精度≤±35cm。

    11、須配備不少于一個深度立體相機,深度范圍≥3m,深度視場角度≥65°,深度圖像幀率≥30fps,RGB視頻支持1920x1080分辨率,且幀率≥30fps。

    12、須搭載語音識別相關硬件,包含1套大功率立體揚聲器和1套麥克風。

    13、須搭載不少于6個超聲波傳感器,探測范圍≥400cm,探測精度≤1cm,探測頻率≥20Hz。

    14、須搭載不少于兩根防撞條,長度≥70cm。

    15、需裝配不少于一個3D多線激光雷達,雷達線束不小于16線,測量范圍 ≥ 120m,采樣頻率≥320000Hz,掃描頻率 ≥ 10Hz,測距精度 ≤ 0.5cm,垂直掃描視角≥30°,水平角度分辨率≤0.36°。

    16、需安裝5G網絡模組, 雙頻,最高傳輸速率≥2000Mbps。

    17、需配置RTK模塊,RTK數據來源需為差分云共享,且支持北斗,GPS等衛星定位系統,數據更新頻率≥10Hz,且需集成IMU。

    18、須搭載姿態傳感器,提供包括: 俯仰、滾轉、 航向、旋轉四元素航姿信息,傳感器模塊內部自帶標定數據和數據處理, 可以直接輸出三維姿態信息。

    19、綜合定位精度≤50mm/±5°。


    2

    軟件**

    1、SLAM環境建圖:搭配激光雷達可實時掃描終端周圍的障礙物分布狀況,借助HectorSLAM、Gmapping、Cartographer、Karto等算法實時創建環境地圖。

    2、自主定位導航:支持將激光雷達掃描的距離信息與電機里程計數據進行融合,使用AMCL方法進行地圖定位,結合ROS的move_base和DWA算法實現自主導航。

    3、ORB_SLAM實踐:集成整套ORB_SLAM系統,包括視覺里程計、跟蹤、回環檢測、單目、雙目、RGBD 相機的接口,提供相應的使用教程和應用案例。

    4、傳感器融合:集成霍爾編碼器減速電機、IMU、高精度超聲波矩陣、深度立體相機、激光測距雷達,傳感器可提供最原始的數據,將立體相機三維點**激光雷達SLAM二維地圖進行融合,更好整合環境信息。

    5、語音交互實踐:集成語音陣列模塊,支持語音交互、語音播報、語音識別、語音控制以及語音導航等功能,提供語音開發的應用案例和使用教程。


    3

    系統功能


    多場景導航算法開發試驗模塊利用激光雷達獲取溫室、果園非結構化環境的物體位置信息,并通過 SLAM 算法將位置信息轉換為非結構化環境的導航地圖。


    5. 底盤-手臂高速協同運動控制試驗模塊 ( 1 臺或套)

    序號

    指標項

    重要性

    指標要求

    關鍵指標理由

    1

    標定單元


    1、尺寸 ≥60cm 60cm。

    2、固定ArUco碼。

    3、重量≤5kg。


    2

    系統功能


    1、可實現Eye in Hand和Eye to Hand兩種手眼配置方式的標定。

    2、機械臂和末端外參標定誤差≤±5mm。

    3、基于MoveIt進行機械臂的運動規劃控制,提供速度控制、位置控制的二次開發接口;

    4、底盤支持基于地圖目標位置的控制模式,機械臂支持基于空間坐標的控制模式和基于圖像的目標控制模式。底盤-機械臂提供獨立控制接口,并支持協同控制,提供算法接口并支持二次開發。

    5、仿真實驗:提供二維環境和三維環境的仿真平臺,支持Gazebo、Stage與ROS可無縫連接進行運動控制、自主導航仿真。

    6、機器人利用激光雷達獲取溫室、果園等非結構化環境位置信息,并通過 SLAM 算法將位置信息轉換為非結構化環境的導航地圖。緊接著,機器人系統通過視覺系統獲取圖像數據,通過深度學習算法對含有作物的圖像數據進行處理,計算得出作物的大概位置。隨后對當前位置與作物位置作比較,并向移動底盤發送運動指令,使其移動到果實附近。接下來結合視覺識別算法,通過視覺伺服算法實時修正誤差,實現控制采摘機器人抓取作物的功能。


    6. 采摘機器人性能評估試驗模塊 ( 1 臺或套)

    序號

    指標項

    重要性

    指標要求

    關鍵指標理由

    1

    數據采集模塊


    內置多傳感器,可通過WiFi獲取數據,實現性能評估接口參數的獲取。


    2

    系統功能


    1、URDF模型描述:具備完整的URDF模型描述,包含了機器人所有元素的模型文件,可在ROS系統里直接加載。

    2、基于Rviz建立果實采摘機器人可視化開發試驗平臺,可直接觀察機器人關節等元素。

    3、提供機器人在實際采摘作業過程中各階段的運行時間、運行次數、運動軌跡、傳感器數據的獲取接口,用于支持開展采摘速度、精確度、穩定性、適應性等綜合評估。


    7. 采摘機器人本體 ( 1 臺或套)

    序號

    指標項

    重要性

    指標要求

    關鍵指標理由

    1

    硬件要求


    1、具備6個自由度,每個關節可獨立控制。

    2、重量≤13kg,末端負載≥5kg。

    3、臂展≥690mm,有效工作半徑≥680mm,重定位精度≤0.5mm。

    4、末端最大速度≥1m/s,關節最大速度≥150°/s。

    5、支持獨立關節的位置、速度、加速度控制,支持末端位置控制和速度控制。

    6、配備1套控制盒,重量≤4.0kg,尺寸不超過280x200x116mm,支持 Ethernet通信接口。

    7、機器人主控制器采用高性能工控機,預留RJ45、USB、RS232、CAN等接口。


    2

    軟件**


    1、配置機械臂+多末端的外參標定。

    2、上位機支持鍵盤控制各個關節,實現對關節運動及姿態的自由控制。

    3、支持實體啟動,仿真啟動。

    4、支持用鍵盤控制,笛卡爾規劃路徑,正向解算,逆向解算。

    5、支持Python、C++、ROS編程。

    6、基于ROS提供不少于10個機器人相關Python編程應用案例,包括對ROS部分功能的調用以及對機器人的控制。

    7、提供一鍵安裝腳本,通過一鍵安裝腳本可快速搭建Ros開發環境和編譯控制程序,腳本支持選擇ROS Kinetic、ROS Melodic、ROS Noetic的任意版本搭建開發環境。

    8、集成遠程協助系統,提供遠程協助支持,實現遠程操控、管理等操作,遠程協助系統支持快速啟動和長時間連接。

    9、提供教程:包含套件組成、安裝說明、演示Demo、操作說明,出廠預裝系統,提供源代碼。

    10、須安裝OpenRE運動控制系統和HandsFree機器人軟件系統,提供巡邏系統軟件和慣性姿態解算軟件,滿足ROS開發、SLAM研究、機器視覺研究的需求。(投標時提供視頻佐證)


    注: 表中“★”代表關鍵指標,不滿足該指標項將導致響應被拒絕;

    工程類須另附:施工圖紙、工程量清單、主材清單(如有)、控制價等。

    五、商務和服務需求

    序號

    商務和服務項目

    重要性

    商務和服務要求

    1

    供貨期


    合同簽訂后60個工作日內

    2

    質保期


    1年

    3

    原廠售后

    服務承諾


    1 年免費保修、電話報修后 12 小時上門服務、 24 小時內排除故障、原廠工程師(及以上)服務的原廠商售后服務承諾函;

    4

    服務標準


    所有硬件 1 年免費保修、所有軟件 終身 免費保修升級、電話報修后 12 小時上門服務、 24 小時內排除故障。

    所有硬件過 1 年免費保修期后按原價維修(按投標貨物價格數量表所列價格,更換零部件的按合同簽訂時的零部件價格)、所有軟件終身免費升級,響應速度同保修期響應速度。

    5

    安裝調試


    上門安裝調試

    6

    培訓


    提供不少于 2天不少于10人 ****設備廠商(認證的)工程師安裝配置等實操培訓課程,場地、交通等與培訓相關的費用均由成交供應商承擔。

    7

    驗收標準


    設備驗收為整機驗收,并附帶第三方法定檢測報告,按招標要求的性能、功能等技術指標和雙方簽訂的合同所規定的條款進行驗收。

    8

    付款方式


    貨物經甲方驗收合格后三十個工作日內,甲方支付合同金額的90%給乙方,無故障使用1年后支付合同金額的10%。

    六、特定資格條件

    除《****政府采購法》第二十二條規定的供應商應具備的條件外,采購人可以根據采購項目的特殊要求,規定供應商的特定資格條件,如國家或行業強制性標準等。但不得以不合理的條件對供應商實行差別待遇或者歧視待遇。


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