2021年全國行業職業技能競賽

——第二屆全國人工智能應用技術技能大賽

無人機裝調檢修工(飛行器人工智能技術應用)賽項

競賽平臺主要設備技術標準

一、技術平臺簡介

以人工智能應用技術推廣與應用場景實際需求為設計依據，按照人

工智能深度賦能行業應用為理念，以智能飛行器為載體，通過掛載傳感、

作業工具等裝置，綜合運用數字化信息采集、網絡通信、人工智能應用、

多傳感融合、智能感知識別、自主控制以及自主決策等技術，將人工智

能技術與飛行器結合，構成大賽技術平臺，滿足完成比賽任務的各項性

能要求。技術平臺需具備目標信息識別與提取、作業環境智能感知、自

主避障、作業路徑智能規劃、精準作業控制、作業過程可溯源可視化等

功能，能實現自主感知探測、自主作業等任務。

二、技術平臺結構圖

技術平臺總體包括：內場設備調校開發區及外場實地綜合驗證區。

內場設備調校開發區布局圖見圖1，比賽場地（4m*4m），其中包含三大

功能操作區：智能程序設計區（軟件開發平臺）；智能設備調試區（傳

感器調試）；智能功能驗證區（智能傳感器、目標識別采集及驗證、障

礙識別驗證等）。

1

圖1飛行器人工智能技術應用功能驗證區布局圖

外場實地綜合驗證區布局示意圖見圖2：比賽場地（25m*20m*6m）和

若干小型任務驗證區，滿足如下：（1）設置覆蓋飛行區域的5G/WiFi網

絡環境；（2）同時配置物理保護網和設置無人機電子圍欄；（3）任意

設置被搜索目標識別區以及投放區域；（4）設置作業環境起伏平臺、障

礙物。

2

圖2場外實地綜合驗證區布局示意圖

三、技術平臺主要設備配置

飛行器人工智能賽項技術平臺主要配置清單見表1。

表1飛行器人工智能賽項技術平臺主要配置清單

序號設備名稱數量單位備注

1智能飛行器1套

2地面運載無人小車1套

3智能傳感器套件1套

4定位套件1套

5作業工具包1套

63D打印機1套

7編程調試計算機及軟件1套

8無人機綜合調試工作臺1套

9安全飛行區配套裝置1套

四、技術平臺設備參數

（一）六旋翼無人機

1.六旋翼無人機需滿足如下基本要求：

（1）軸距與三維尺寸：軸距：≤800mm，三維尺寸（含旋翼）≤

1000mm*1000mm*700mm；

（2）動力電池：6S1P，10000mAh，標稱電壓22.8V，放電倍率

15C，放電電流250A；

（3）續航時間：≥20min；

（4）具有定點自主起降、手動/程序/自主飛行能力，可擴展感

知避障、搭載執行機構等功能。

六旋翼無人機在結構動力系統、飛行控制系統、通信傳輸系統等模

塊上的具體的技術參數如表2所示。

3

表2飛行器人工智能技術應用平臺參數

序號系統名稱部件名稱主要參數

軸距≤800mm

三維尺寸≤1100mm*1100mm*700mm（含旋翼，GPS）

碳塑復合槳，固化成型，13-15寸，正槳3對，反槳3

螺旋槳

對

6S1P，10000mAh，標稱電壓22.8V，持續放電倍率15C，

電池持續放電電流250A，保障無人機持續工作時間不少于

結構與動20分鐘

1

力系統電源模塊輸入電壓7.4-25.2VDC，輸出電壓5V

電池電壓報警，鋰電池電壓檢測，單電池：0.5V-4.5V，

測電器

總電壓：0.5V-36V，報警電壓范圍可設定，蜂鳴報警

輸出電流50A，瞬時電流70A，工作電壓

電調2S-6S(7.4-25.2V)，進角（高/中），LED航行燈（開

關），電機轉向（順/逆）

電機6個，KV400，瓦形磁鋼，NMB軸承

（1）飛行控制系統

1)主處理器：STM32F4或STM32F7或STM32H7

2)協處理器：STM32F100

3)配備IMU、慣性傳感器，內置磁力計和氣壓計

4)支持CAN協議接口

5)配置UART協議接口多個：用于大功率數傳模塊；

用于UWB室內定位系統或GNSS模塊；并包含用戶自定

義接口和機載計算機調試串口

6)內置DWM1000動態超帶寬室內定位芯片

一體式內（2）內置機載計算機

飛行控制置機載及1)CPU：64位ARM，四核，主頻不低于1GHz

2

系統5G模塊飛2)ROM：≥2GB64位

控3)RAM：≥8GBeMMC5.1閃存+8GBSDA工業閃存

4)網絡：10/100/1000M自適應

5)視頻編碼：≥2160p@30（H.264/H.25)

（3）配置5G模塊

1)支持系統：Linux等

2)數據接口：USB/UART

3)電源輸入：5V，最大工作電流1.5A

4)支持頻段：5GNR,4GLTE

5)卡槽類型：支持Nano-SIM

6)網絡類型：全網通（移動/聯通/電信）

4

（4）WI-FI模塊

1)協議：支持802.11a/b/g/n，2.4-2.5GHz；

2)支持無縫漫游

（5）開發環境

1)支持圖形化/Python/C++編程；

2)Python編程系統支持航路點飛行、指點飛行、控制

PWM、串口收發/總線通訊等基礎操作，支持直接通過

Python、C++語言對高級功能進行開發和控制；

3)導航系統可配置具有多冗余IMU容錯功能。

（6）技術規格

1)飛行模式：支持定點模式/姿態模式/SDK模式；

2)飛控功耗：≤30W；

3)最大飛行速度：≥16m/s；

4)懸停精度：UWB室內定位系統良好狀態下水平控制

誤差≤0.3m，垂直控制誤差≤0.5m；

5)工作環境溫度：-40℃~+85℃

（1）支持多通信協議：2.4G、GP4IN1、

915MHz/868MHz等

（2）可調LED背光

（3）霍爾搖桿

（4）電源開關防誤觸

遙控器

（5）語音提醒，震動提醒

通信傳輸（6）支持USB在線升級

3

系統（7）工作電壓：DC7~8.4V

（8）顯示器：IPS480×272，預留800×400觸摸屏接

口，帶模擬器模式，32通道

（1）通道數量：≥8通道

（2）工作頻率：2.4GHz

接收機

（3）工作電壓：4~10V

（4）控制距離：不小于1km

2.地面運載無人小車

地面自動小車頂部設有降落區域，可搭載和起降飛行器，安裝高亮

度全色LED指示燈。系統搭載降落區域與標識，降落區域面積：≥

700mm*700mm；系統具有定位、通訊與移動功能，搭載UWB定位系統，預

留RTKGPS/BeiDou定位接口，搭載5G/WiFi通訊模塊，實現移動遙控，并

滿足車載全過程作業數據的回傳滿足比賽評判及實時播放需求。地面運

載智能小車主要技術參數如表3所示。

5

表3地面運載智能小車技術應用平臺參數

序號名稱參數

1機械尺寸800*700*300≥L*W*H≥700mm*700mm*270mm

2車體材質運動部件保證結構強度，機械零部件精度需有效保障裝配精度

3車體負重≥10Kg

4驅動方式車載4組直流電機驅動，最大運行速1m/s

（1）自帶電機驅動板、直流電機（帶編碼器）

（2）額定輸入電壓：DC12V/24V

（3）每路額定輸出電流：≥3A

7電機驅動

（4）額定輸出總功率：≥120W±0.1W

（5）控制信號電壓：3～5V

（6）輸出通道數：≥4通道

具有如下控制接口：

（1）四路A/B編碼器檢測通道

（2）電池電壓檢測

（3）地磁接口

（4）擴展I/O接口

（5）無線通訊模塊接口

8控制接口（6）擴展驅動接口

（7）甲板檢測接口

（8）1RGB燈接口

（9）三路電機驅動接口

（10）具有多路串口

（11）壓力傳感接口

（12）兩路揚聲器輸出接口等

（1）配置主控單元，并具有磁導航傳感器、壓力傳感器、RGB

全彩指示燈、雙聲道語音播報等組件，可以提供精準定位、自

動航線運行、自動返航、智能方向控制等功能；

9主控系統（2）具有2.4GWiFi通信功能，可以與無人機、地面站進行WIFI

通信

（3）配置USB轉串口模塊

（4）自適應以太網10/100M

10通信模塊配置2.4GWiFi通信模塊/5G移動通信模塊

（1）工作溫度：0~45°C

（2）額定功耗：3W

（3）工作電壓：DC5V

11定位模塊

（4）環境濕度：小于90%

（5）水平測距精度：0.1米;

（6）水平定位精度（4基站）：0.15MCEP

6

（7）全模式速度精度：0.1m/s

（8）啟動時間：

1)冷啟動時間：≤15s

2)熱啟動時間：≤2s

3)重新捕獲：≤1s

（9）內置Flash

（10）通訊協議：

1)NMEA-0183偽GPS數據輸出：支持

2)支持協議：LJlinkTrack-ROS

3)基站標定時間：≤8s

4)波特率：115200bps

（11）接口及指示燈：

1)天線接口類型：內置高精度板載超帶寬定位天線

2)指示燈

（12）Status:上電后亮起，定位后快速閃爍

（13）PWR：電源指示燈

（14）連接器類型：GH1.254Pinx4，Type-CUSB×1

（1）標稱電壓：≤24V

13電池（2）標稱容量：≤20000mAh

（3）持續電流：≤6A

3.智能傳感器套件

掛載傳感器套件包括目標識別傳感器模塊、紅外不可見光傳感器模

塊、雙目避障傳感器、仿地激光雷達、360度激光雷達避障傳感器等模塊。

能夠實現目標信息識別與提取、目標類型判斷、飛行區域內障礙識別、

精準定位、信號地面反饋等功能，主要技術參數如表4所示。

表4掛載傳感器套件主要技術參數

序號名稱參數

（1）視場角：110°

（2）快門類型：全局快門

目標識別

（3）幀率：最大120幀/秒

1傳感器模

（4）自動曝光AEC：支持

塊

（5）自動白平衡AEB：支持

（6）工作溫度：-20℃~70℃

（1）視場角：110°

視覺輔助（2）快門類型：全局快門

2傳感器模（3）幀率：30幀/秒

塊（4）自動曝光AEC：支持

（5）自動白平衡AEB：不支持

7

（6）工作溫度：-20℃~70℃

（7）濾波范圍：850nm窄帶

（1）工作電壓：DC5V，最大工作電壓6V

（2）電流消耗：＜100mA連續操作

（3）精度：0.2%

仿地激光（4）范圍：0~12m激光發射器

4

雷達（5）采集時間：小于0.01秒

（6）輸出頻率：100Hz

（7）接口：串口等

（8）模塊尺寸:≤48mm*20mm*40mm

（1）測量半徑：0.2-16m

（2）掃描頻率：20Hz

360度激光

（3）角度分辨率：1度

5雷達避障

（4）啟動功耗：3w

傳感器

（5）連續掃描功耗：2.5w

（6）測距精度：不大于2.5%

（1）深度快門類型：全局快門

（2）深度技術：主動IR立體

（3）最小深度距離(Min-Z)：0.4米

（4）最大范圍：最大20米

（5）深度視場(FOV)：86°×57°(±3°)

雙目避障（6）深度輸出分辨率：最高1280*720

6

傳感器（7）深度幀率：最快90幀/秒

（8）RGB傳感器技術：全局快門

（9）RGB傳感器FOV(H×V)：69°×42°RGB

（10）傳感器分辨率：最大1280*800

（11）RGB幀速率：最大90幀/秒

（7）接口：USB?C3.1

4.定位系統

精確的位置信息變得越來越重要，能讓無人機實現真正的無人自動

飛行等智能應用，本系統可分別搭載室內和室外兩套定位系統，具體的

參數如表5所示。

表5定位套件主要技術參數

序號名稱參數

（1）綜合描述：

產品名稱：UWB室內定位系統

1UWB工作溫度：0~45°C

額定功耗：3W

工作電壓：DC5V

8

環境濕度：小于90%

（2）定位精度：

1)水平測距精度：0.1米;

2)水平定位精度（4基站）：0.15MCEP

（3）全模式速度精度：0.1m/s

（4）啟動時間：

1)冷啟動時間：5s

2)熱啟動時間：2s

3)重新捕獲：1s

（5）內置Flash

（6）通訊協議：

1)NMEA-0183偽GPS數據輸出：支持

2)支持協議：LJlinkTrack-ROS

3)基站標定時間：≤8s

4)波特率：115200bps

（7）接口及指示燈：

1）天線接口類型：內置高精度板載超帶寬定位天線

2）指示燈：

Status:上電后亮起，定位后快速閃爍

PWR：電源指示燈

3）連接器類型：GH1.254Pinx4

Type-CUSB×1

（1）綜合描述：

1)工作模式：點對點、點對多點（廣播）

2)支持衛星類型：GPSL1/L2;Glonass

G1/G2;BDS10B1/B2,Galileo

3)E1/E5B,QZSSL1/L2

4)KRTK工作模式：多頻聯合定位

5)索通道：大于150通道

6)置類型：免調試即插即用

7)KRTK刷新率：≥10hz

8)KRTK接收通道：72-ChannelU-BloxF9P-Kro(F9P+RTCM差

分流)

RTK

（2）定位精度：

1)SDGPS定位(3DFIX)：1.0MCEP;

2)差分定位浮動解（RTKFloat)：0.3MCEP

3)差分定位固定解（RTKFixed)：1CMCEP

（3）MaxPPM:15Km

（4）全模式速度精度：0.05m/s

（5）啟動時間：

1)RTK冷啟動時間：15s

2)RTK熱啟動時間：2s

3)RTK重新捕獲：1s

4)1PPS：RMS27ms

9

（6）內置Flash

（7）內置RTC電池支持快速啟動，快速收斂

（8）通訊協議：

1)載波相位差分數據輸出：支持

2)載波相位差分數據輸出類型：RAWX

3)動態收斂時間：≤10s

4)波特率：115200bps

5)輸出協議：NMEA-0183\UBX\RTCM3.1

（9）工作環境：

1)工作電流：5V/700mAMAX

2)工作溫度：-10℃~+60℃

3)是否防水：是

4)防水等級：IPX57

（10）接口及指示燈：

1)天線接口類型：內置高精度差分天線

2)指示燈：

PWR/Status:上電后亮起，搜星后閃爍，固定解常亮

GEO：快速閃爍指示衛星數量

3)連接器類型：SH1.04Pin端子

MicroUSB×1

IPEXKRTK天線擴展×11

IWIFI天線擴展×11

5.機載作業工具包，具體的參數如表6所示。

表6作業工具包主要技術參數

序號名稱技術參數

（1）材質：鋁合金

（2）關節部位全軸承

（3）配套數字舵機：

扭矩：20kg/cm

1對稱爪工作電壓：4.8～8.4v

可控角度：180°/270°

驅動方式：PWM

（4）閉合狀態尺寸：長度≥100mm

（5）最大張開尺寸：≥140mm

6.3D打印機，具體的參數如表7所示。

表73D打印機主要技術參數

序號名稱性能參數

（1）成型空間：≥216mm×135mm×248mm。

13D打印機

（2）設備外形尺寸：355mm×388mm×533mm，凈量16KG。

10

（3）XY分辨率：2K黑白屏。

（4）Z軸精度：0.00125mm。

（5）成型材料:405nm光固化樹脂，硬質模型料、透明料、灰色

硬質料、白色水洗料等。

（6）打印速度：≥20mm/h。

（7）數據讀取方式：U盤。

（8）操作界面：3.5寸電阻觸摸屏。

（9）打印層厚：0.01-0.2mm。

（10）切片軟件：可讀取STL、OBJ等格式文件；可對模型進行

比例縮放、旋轉、平移操作；具有自動添加支撐功能，支撐可參

數化編輯；可手動添加、刪除支撐；具有模型鏤空功能，鏤空壁

厚可設置；切片層厚與曝光時間開源可調整；具有操作錄屏功能；

可對打印模型一鍵復制；多模型打印具有一鍵排列功能；添加的

支撐文件與零件可單獨保存。

（11）工藝參數包：要求對外開放不低于四種以上材料成型工藝

參數包。

（12）過濾系統：具有內部循環過濾系統，降低打印腔內空氣濕

度及樹脂味道。

（13）調平系統：具有四點調平功能，打印平臺具有高度調節及

角度調節功能。

（14）配套附件：配備防護用品及工具盒一套。

（15）工作環境：電壓：220V±5%，120W，必須嚴格接地；頻率：

50Hz；環境溫度：20℃±5℃；相對濕度：小于60％。

耗材和工

2標準配套耗材和工具

具

7.編程調試計算機及軟件具體的參數如表8所示。

表8編程仿真軟件參數

序號名稱參數

（1）處理器：不低于i7或兼容處理器，主頻3GHz以上

（2）內存：≥16G

（3）硬盤：可用磁盤空間（用于安裝）不低于500G

編程調試（4）通訊接口：局域網，100M網速

1

工作站（5）操作系統：Windows10pro操作系統、安裝系統還原卡

（6）預裝PDF閱讀器、微軟Office，Vscode、無人機系統管理平

臺、地面站遠程控制軟件及解壓縮軟件

（7）圖形顯卡：GTX2070S及以上

（1）處理器：不低于i5或兼容處理器，主頻3GHz以上

便攜式編（2）內存：≥16G

2程調試計（3）硬盤：可用磁盤空間（用于安裝）不低于200G

算機（4）通訊接口：局域網，100M

（5）操作系統：Windows10pro操作系統、安裝有系統還原卡。

11

預裝PDF閱讀器，微軟Office，Vscode、無人機系統內數據管理

平臺、地面站遠程控制軟件、解壓縮軟件

（1）操作系統：Windows10x64

（2）整合調參助手與地面站功能

（3）調參助手：提供豐富的開發與定制選項，適應不同的飛行

任務、支持OTA空中軟件更新、自動上傳飛控數據

地面站控（4）可實現自動起降，指點飛行，航線規劃等功能

3

制軟件（5）航線規劃適配植保、航測、航拍等多種任務

（6）支持觸屏操作

（7）支持脫機規劃

（8）支持多機航線執行

（9）支持多機編隊飛行

（1）操作系統：Windows10

（2）具有三維場景仿真，操作簡單、直觀

（3）具有無人機、無人車等智能設備的控制、通訊、導航、動力

系統仿真功能

（4）具有無人機、無人車等智能設備的路線規劃、行進仿真功能

4仿真軟件（5）具有無人機避障環繞、仿地飛行仿真功能

（6）具有無人機抓取、投放等執行動作仿真功能

（7）具有無人車、無人車協同任務、模擬充電仿真功能

（8）具備全流程全系統在環仿真功能，包括無人機系統軟件、硬

件在還仿真

（9）具備可擴展性，預留標準接口等

8.無人機綜合調試工作臺

無人機綜合體調試工作臺具體的參數如表9。

表9無人機綜合體調試工作臺

序號名稱參數

（1）外形結構尺寸：80cm*150cm*75cm，合金結構

（2）工作電壓：AC220V/50Hz

（3）充電器：

1)輸入電壓：AC110V~220V，DC15.0-24.0V

無人機綜合調試

12)充電功率：最大2*500W（1000W）

工作臺

3)LiIo/LiPo/LiFe/LiHv，電池節數:1~6

4)電池充電防爆倉

5)三色視覺識別反饋燈

（4）計算機顯示器支架

9.安全飛行區配套裝置

在滿足智能飛行器試飛和完成綜合任務的前提下保證飛行安全。安

12

全飛行區尺寸：25m*20m*6m（長*寬*高）。安全保護同時配置保護網和

電子圍欄。場地可以靈活布局，內部包含。

（1）目標信息識別樣品尺寸≤150*150mm重量≤300g，具體根

據競賽內容會有所變化；

（2）作業環境仿地平臺

（3）障礙物等

五、說明

（一）本技術標準由大賽全國組委會技術工作委員會牽頭制定，知

識產權、修改解釋權歸大賽全國組委會技術工作委員會所有。

（二）本技術標準適用無人機裝調檢修工（飛行器人工智能技術應

用）賽項，是大賽合作企業遴選和設備平臺選用的依據。

13

附件9