T-ZSA 232-2024 特種巡邏機器人通.用技術(shù)要求

CCSA90團體標(biāo)準(zhǔn)GeneraltechnicalrequirementsofspecialpIT/ZSA232—2024 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4系統(tǒng)組成與分類 5技術(shù)要求 6試驗方法 7檢驗規(guī)則 8標(biāo)志和說明 T/ZSA232—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會技術(shù)委員會提出并歸口。本文件起草單位：中關(guān)村融智特種機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、大陸智源科技（北京）有限公司、北京晶品特裝科技股份有限公司、北京理工艾爾安全科技有限公司、北京立德共創(chuàng)智能機器人科技有限公司、北京中天鋒安全防護技術(shù)有限公司、中國礦業(yè)大學(xué)、蘇州融萃特種機器人有限公司、廣州高新興機器人有限公司、上海海神機器人科技有限公司、深圳航天龍海特智能裝備有限公司、安徽相品智能科技有限公司、浙江機器人產(chǎn)業(yè)集團有限公司、三門峽市天康成套設(shè)備有限責(zé)任公司。本文件主要起草人：李劍、梅濤、王軍、高源、陳波、柏林、李滿天、韓忠華、于明坤、王均春、劉海博、楊杰超、王鼐、潘月、王恩、陳曉東、田富強。1T/ZSA232—2024特種巡邏機器人通用技術(shù)要求本文件規(guī)定了特種巡邏機器人的術(shù)語和定義、系統(tǒng)組成與分類、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志和說明等內(nèi)容。本文件適用于指導(dǎo)特種巡邏機器人的研制、生產(chǎn)、檢驗、使用等。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2423.1—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫GB/T2423.4—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db：交變濕熱（12h+12h循環(huán)）GB/T4208—2017外殼防護等級（IP代碼）GB/T17626.2—2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3—2016電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.8—2006電磁兼容試驗和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗GB/T30976.1工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全第1部分：評估規(guī)范GB/T30976.2工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全第2部分：驗收規(guī)范GA/T1776—2021警用機器人系統(tǒng)通用技術(shù)要求JB/T14111—2020電力場站巡檢機器人通用技術(shù)條件3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1特種巡邏機器人specialpatrolrobot協(xié)助或替代人在危險、惡劣、有毒有害等特殊環(huán)境進行巡邏、巡檢工作的機器人的統(tǒng)稱。4系統(tǒng)組成與分類4.1系統(tǒng)組成特種巡邏機器人系統(tǒng)由監(jiān)測系統(tǒng)、機電驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)、防護系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和其他相關(guān)系統(tǒng)組成。4.2分類4.2.1按行走機構(gòu)按行走機構(gòu)分類，一般分為：a）輪式機器人：利用輪式機構(gòu)實現(xiàn)移動的機器人；2T/ZSA232—2024b）履帶式機器人：利用履帶機構(gòu)實現(xiàn)移動的機器人。4.2.2按應(yīng)用地點按應(yīng)用地點分為：a）室內(nèi)巡邏機器人：在室內(nèi)執(zhí)行巡邏、巡檢任務(wù)的機器人；b）室外巡邏機器人：在室外執(zhí)行巡邏、巡檢任務(wù)的機器人。5技術(shù)要求5.1使用條件機器人在以下環(huán)境條件下應(yīng)能正常工作：a）環(huán)境溫度：-20℃~50℃;b）相對濕度：5%～95%。機器人在以下環(huán)境條件下應(yīng)能正常儲存：機器人設(shè)備長時間停放時，請注意務(wù)必將機器人存放于清潔、通風(fēng)、無腐蝕性氣體的倉庫內(nèi)，且倉庫要保持一定的溫濕度，具體要求如下：a）環(huán)境溫度：-5～30℃;b）相對濕度：20%～75%。如無法提供良好的倉庫儲存環(huán)境，請為機器加蓋擋雨罩或雨披，避免長期的高溫、陰雨天氣造成機器零部件生銹等情況。另外，在設(shè)備長期存放情況下也請每月定期將其開到室外，對其進行充電操作，以延長電池使用壽命。5.2外觀要求機器人整機應(yīng)外觀美觀整潔，外殼表面應(yīng)有保護涂層或防腐設(shè)計，不應(yīng)有傷痕、毛刺、銹蝕等缺陷，各零部件應(yīng)完好，聯(lián)結(jié)緊固。5.3功能要求5.3.1運動功能具備以下功能：a）通過輪式、履帶式底盤等進行驅(qū)動行進，實現(xiàn)啟動、停止、轉(zhuǎn)向等運動控制功能；b）具備自主導(dǎo)航定位功能，運用視覺導(dǎo)航、激光導(dǎo)航等方式，通過自帶的傳感器和對周圍環(huán)境的感知進行自主定位，同時構(gòu)建周圍環(huán)境地圖，進行路徑規(guī)劃；c）具備障礙物檢測功能，配備檢測裝置，全方位檢測障礙物，發(fā)現(xiàn)障礙物時應(yīng)停止或繞行；d）具備急停保護功能，配備急停裝置，置于特種巡邏機器人本體明顯且易操作的位置，清晰標(biāo)示，在巡邏、巡檢過程中出現(xiàn)跌落、失速等緊急異常情況時應(yīng)急停，觸發(fā)時應(yīng)伴隨聲光報警，經(jīng)人工確認(rèn)復(fù)位后可恢復(fù)工作。5.3.2監(jiān)測功能3T/ZSA232—2024具備以下功能：a）在巡邏、巡檢過程中，通過自帶的可見光攝像機、紅外熱成像儀、聲音采集等監(jiān)測設(shè)備，對視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息進行采集監(jiān)測；b）通過自帶的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備和傳感器，對巡邏、巡檢現(xiàn)場有害氣體、溫濕度等情況進行監(jiān)測識別；c）通過音視頻監(jiān)測等方式，對現(xiàn)場人員、設(shè)備、環(huán)境等異常情況進行識別；d）將以上異常情況進行報警，同時將信息進行存儲并上傳系統(tǒng)后臺。5.3.3自檢功能具備以下功能：a）機器人應(yīng)具備自檢功能，應(yīng)對自身電量、運行情況等進行實時監(jiān)測；b）配置狀態(tài)指示燈，正常狀態(tài)時顯示綠色，異常狀態(tài)時顯示黃色，危險狀態(tài)時顯示紅色；c）自檢出現(xiàn)異常情況或故障時應(yīng)立即發(fā)出報警信息并上傳系統(tǒng)后臺。5.3.4管控功能通過遙控、自主兩種控制方式執(zhí)行運動指令。5.3.5通信功能采用無線公網(wǎng)、自組網(wǎng)等通信方式，與系統(tǒng)后臺進行雙向信息交互傳輸。5.3.6自主充電功能機器人應(yīng)具備自主充電功能，能與機器人充電設(shè)備配合完成自主充電。5.3.7人機交互功能具備以下功能：a）機器人本體或遙控裝置屏幕應(yīng)能顯示工作狀態(tài)、運行情況等信息；b）通過自帶的語音模塊，基于系統(tǒng)預(yù)設(shè)內(nèi)容替代人進行信息播報或語音交互。5.4性能要求5.4.1行進速度在水平地面上的最大行進速度應(yīng)滿足：a）輪式機器人不小于1.2m/s；b）履帶式機器人不小于1m/s。5.4.2越障能力越障能力應(yīng)符合以下要求：a）輪式機器人越障高度不低于5cm；b）履帶式機器人越障高度不低于25cm。5.4.3爬坡能力爬坡能力應(yīng)符合以下要求：a）輪式機器人爬坡坡度不低于15°;b）履帶式機器人爬坡坡度不低于30°。4T/ZSA232—20245.4.4涉水能力室外巡邏機器人涉水深度不低于10cm。5.4.5連續(xù)運動工作時間單次充電，連續(xù)運動工作時間應(yīng)符合：a）輪式機器人不低于6h；b）履帶式機器人不低于4h。5.4.6可見光性能要求上傳視頻分辨率應(yīng)不小于1080p，最小光學(xué)變焦倍數(shù)為4倍。5.4.7可視范圍要求可視范圍應(yīng)達到水平0°~360°,俯仰角-45°~45°。5.4.8音視頻存儲時間音視頻采集內(nèi)容可存儲和上傳，存儲于特種巡邏機器人本體的時間≥24h。5.4.9定位精度要求定位誤差應(yīng)不大于±5cm。5.5信息安全性要求系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸時應(yīng)采用必要的安全措施，信息安全應(yīng)符合GB/T30976.1的要求。5.6環(huán)境適應(yīng)性要求5.6.1低溫要求機器人應(yīng)能通過GB/T2423.1—2008規(guī)定的低溫試驗，試驗溫度為-20℃,試驗時間為2h。5.6.2高溫要求機器人應(yīng)能通過GB/T2423.2—2008規(guī)定的高溫試驗，試驗溫度為50℃,試驗時間為2h。5.6.3交變濕熱要求機器人應(yīng)能承受GB/T2423.4—2008規(guī)定的交變濕熱試驗，高溫溫度為50℃,循環(huán)次數(shù)為2次。5.7電磁兼容性要求5.7.1工頻磁場抗擾度機器人應(yīng)能通過GB/T17626.8—2006規(guī)定的工頻磁場抗擾度試驗。5.7.2靜電放電抗擾度機器人應(yīng)能通過GB/T17626.2—2018規(guī)定的靜電放電抗擾度試驗。5.7.3射頻電磁場輻射抗擾度5T/ZSA232—2024機器人應(yīng)能通過GB/T17626.3—2016規(guī)定的射頻電磁場輻射抗擾度試驗。5.8防護性能要求整機防護性能應(yīng)不低于GB/T4208—2017規(guī)定的IP55要求。6試驗方法6.1試驗條件6.1.1試驗環(huán)境應(yīng)滿足以下條件：a）環(huán)境溫度：20℃~30℃;b）相對濕度：45%～75%；c）大氣壓力：86kPa～106kPa。6.1.2試驗機器人應(yīng)滿足以下條件：a）整機裝備齊全，并按規(guī)定充滿電；b）組裝完好，調(diào)試完畢，處于可正常使用時的狀態(tài)；c）若試驗整機上安裝測試儀器，應(yīng)盡量減少對機器人的影響。d）保證網(wǎng)絡(luò)情況良好。6.1.3試驗場地試驗場地應(yīng)滿足以下條件：a）在平整硬質(zhì)道路進行試驗，地面不應(yīng)有明顯的起伏、坑洼或障礙物，以確保機器人能夠穩(wěn)定地移動和執(zhí)行任務(wù)；b）在試驗道路上設(shè)置測試區(qū)，測試區(qū)兩端有足夠長的助行區(qū)域和保證安全停車的輔助區(qū)域。6.2外觀檢查目測及手動檢查機器人外觀質(zhì)量，應(yīng)滿足5.2的規(guī)定。6.3功能試驗6.3.1運動功能試驗分別在自主模式和遙控模式下啟動機器人，設(shè)定運動路線等信息，按以下方法進行試驗：a）目測其是否能實現(xiàn)啟動、停止、轉(zhuǎn)向等運動控制功能；b）設(shè)定30m的測量區(qū)間，預(yù)先標(biāo)定導(dǎo)航軌跡，觀察其是否能按照預(yù)設(shè)路線行進；c）放置障礙物，觀察其是否能夠發(fā)現(xiàn)障礙物并停止或繞行；d）操作急停裝置，看是否能緊急停止并伴隨聲光報警。6.3.2監(jiān)測功能試驗在試驗場地內(nèi)進行巡邏、巡檢試驗，判斷機器人監(jiān)測到的視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息是否能夠?qū)崟r上傳至系統(tǒng)后臺，并根據(jù)預(yù)設(shè)信息進行識別，監(jiān)測到異常狀況時，觀察其是否能報警并語音提示。6.3.3自檢功能試驗6T/ZSA232—2024按以下步驟進行試驗：a）將機器人準(zhǔn)備完畢，放置在準(zhǔn)備區(qū)域指定位置；b）機器人正常工作狀態(tài)下，斷開任一驅(qū)動模塊、監(jiān)測設(shè)備、遙控裝置等電源或信號，觀察其是否報警提示，將異?；蚬收闲畔⑸蟼飨到y(tǒng)后臺，狀態(tài)指示燈進行相應(yīng)狀態(tài)顯示；c）將電源系統(tǒng)閾值設(shè)置不足電量，進行電池模塊的自檢，并觀察其是否有報警提示，將異?；蚬收闲畔⑸蟼飨到y(tǒng)后臺，狀態(tài)指示燈進行相應(yīng)狀態(tài)顯示。6.3.4管控功能試驗通過遙控、自主兩種控制方式執(zhí)行運動指令，機器人應(yīng)能根據(jù)命令執(zhí)行啟停、行走、后退、轉(zhuǎn)向、拍照等任務(wù)。6.3.5通信功能試驗按以下步驟進行試驗：a）通過系統(tǒng)后臺向機器人下達運行指令，觀察機器人是否接收指令，并準(zhǔn)確執(zhí)行；b）遙控機器人采集圖像、語音、數(shù)據(jù)等信息，判斷機器人是否按照指令采集信息并上傳至系統(tǒng)后6.3.6自主充電功能試驗在離充電樁一定距離時，啟動機器人自主充電指令，觀察機器人是否自動行駛到充電樁附近，并與充電設(shè)備配合完成充電。6.3.7人機交互功能試驗觀察機器人本體或遙控裝置屏幕是否顯示工作狀態(tài)、運行情況等信息，按機器人系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)內(nèi)容，觀察其是否能進行信息播報或語音交互。6.3.8防跌落功能實驗將機器人自主巡邏、巡檢路線設(shè)置在臺階處，機器人自主導(dǎo)航過程中，到達臺階附近時，觀察機器人是否具備防跌落功能，檢測到臺階后自動停止前進。6.3.9防碰撞（避障）功能實驗機器人巡邏、巡檢狀態(tài)下，在其行進路線上擺放相應(yīng)障礙物，觀察機器人是否繞行或停止前進，若機器人停止前進，再觀察其是否發(fā)出報警提示。機器人在非巡邏、巡檢狀態(tài)下，捏其防撞梁觀察機器人是否發(fā)出報警提示。6.4性能試驗6.4.1行進速度試驗按以下步驟進行試驗：a）在試驗場地內(nèi)設(shè)定30m的測量區(qū)間，預(yù)先標(biāo)定導(dǎo)航軌跡，標(biāo)出始端線和終端線；b）操控機器人使其按最大速度直線駛過始端線和終端線，記錄所用時間，計算行進速度；c）上述試驗不得少于3次，計算平均速度，判斷試驗結(jié)果是否符合要求。6.4.2越障試驗按以下步驟進行試驗：7T/ZSA232—2024a）在試驗場地上布置越障試驗裝置，寬度應(yīng)大于機器人的寬度；b）越障試驗裝置的高度：輪式機器人為5cm，履帶式機器人為25cm。c）機器人正對越障試驗裝置，停在越障試驗裝置前沿；d）操作機器人直行，使其越過越障試驗裝置，試驗重復(fù)進行3次，判斷試驗結(jié)果是否符合要求。6.4.3爬坡試驗按以下步驟進行試驗：a）在試驗場地上布置爬坡試驗裝置，爬坡長度不小于5m；b）爬坡試驗裝置的坡度：輪式機器人為15°,履帶式機器人為30°;c）機器人正對試驗裝置的斜坡坡道，停在斜坡前沿；d）操作機器人直行，使其行走至爬坡試驗裝置上，再從坡道行走至坡底，試驗重復(fù)進行3次，判斷試驗結(jié)果是否符合要求。6.4.4涉水試驗室外巡邏機器人按以下步驟進行試驗：a）在試驗場地上布置涉水試驗區(qū)，水槽長度不小于5m，水位深度為10cm;b）靜態(tài)測試：將機器人通電靜止涉水持續(xù)10分鐘后，機器人應(yīng)能正常運行；c）動態(tài)測試：輪式機器人在水中以1.2m/s，履帶式機器人以1m/s的速度分別來回行駛，應(yīng)能正常運行。6.4.5防跌落試驗按以下步驟進行試驗：a）在試驗場地上布置防跌落（臺階）試驗裝置，寬度應(yīng)大于機器人的寬度；b）防跌落能力試驗要求：機器人在臺階前停止行進。c）機器人正對防跌落試驗裝置，停在防跌落試驗裝置前沿；d）開啟機器人自主導(dǎo)航，觀察其是否停止在防跌落試驗裝置前，試驗重復(fù)進行3次，判斷試驗結(jié)果是否符合要求。6.4.6防碰撞（避障）試驗按以下步驟進行試驗：a）在試驗場地上布置防碰撞（可用垃圾桶等障礙物）試驗裝置；b）防碰撞（避障）能力試驗要求：機器人繞過障礙物或在障礙物前停止行進。c）機器人正對防碰撞（避障）試驗裝置，繞過防碰撞試驗裝置或停在防碰撞試驗裝置前沿；d）開啟機器人自主導(dǎo)航，觀察其是否繞過防碰撞試驗裝置或停止在防碰撞試驗裝置前，試驗重復(fù)進行3次，判斷試驗結(jié)果是否符合要求。6.4.7連續(xù)運動工作時間試驗機器人充滿電，按照自主模式運行，記錄機器人從開始運行到電池電量不足報警的時間，判斷機器人的連續(xù)運動工作時間是否符合要求。6.4.8可見光性能試驗機器人執(zhí)行可見光巡邏、巡檢任務(wù)，使用可見光相機最大和最小變焦分別拍攝照片并上傳，檢查分辨率和變焦倍數(shù)，判斷檢驗結(jié)果是否符合要求。8T/ZSA232—20246.4.9可視范圍試驗機器人執(zhí)行巡邏、巡檢任務(wù)，調(diào)整其最大可視范圍，通過角度儀進行測算，判斷檢驗結(jié)果是否符合要求。6.4.10音視頻存儲時間試驗機器人執(zhí)行巡邏、巡檢任務(wù)采集音視頻內(nèi)容，檢查其是否可存儲并上傳，于24h后查看是否仍存儲于機器人本體，判斷檢驗結(jié)果是否符合要求。6.4.11定位精度試驗按以下步驟進行試驗：a）設(shè)定機器人自主行走路線，預(yù)設(shè)目標(biāo)點位置和運動速度；b）機器人按預(yù)設(shè)路線自主行走，運行到目標(biāo)點位置停止，停止后測量機器人實際停止位置與目標(biāo)位置的偏差值。6.5信息安全性試驗應(yīng)按GB/T30976.2的規(guī)定進行試驗；對控制設(shè)備進行測試，邊界防護設(shè)備安全、系統(tǒng)安全、系統(tǒng)性能、網(wǎng)絡(luò)連接、應(yīng)急預(yù)案等應(yīng)符合GB/T30976.1的要求。6.6環(huán)境適應(yīng)性試驗6.6.1低溫試驗按照GB/T2423.1—2008規(guī)定的試驗要求和試驗方法進行試驗，機器人達到試驗溫度-20℃后保持2h，試驗期間和試驗后應(yīng)能正常工作。6.6.2高溫試驗按照GB/T2423.2—2008規(guī)定的試驗要求和試驗方法進行試驗，機器人達到試驗溫度50℃后保持2h，試驗期間和試驗后應(yīng)能正常工作。6.6.3交變濕熱試驗按照GB/T2423.4—2008規(guī)定的試驗要求和試驗方法進行試驗，試驗溫度為50℃,循環(huán)次數(shù)為2次，試驗期間和