GB/T 38124-2019 服务机器人性能测试方法

ICS25.040.30

J28

中华人民共和国国家标准

/—

GBT381242019

服务机器人性能测试方法

Performancetestmethodsforservicerobots

2019-10-18发布2020-03-01实施

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT381242019

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4测试条件…………………3

4.1测试前提条件………………………3

4.2环境条件……………3

5性能测试方法……………4

5.1移动性能……………4

5.2定位导航……………8

5.3操作能力……………15

5.4续航能力……………17

5.5能耗…………………18

5.6语音交互……………20

5.7人脸识别……………23

()………

附录规范性附录障碍物及机器人前进方向

A26

()…………

附录规范性附录导航测试中的命令位置

B28

参考文献……………………29

Ⅰ

/—

GBT381242019

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本标准由国家机器人标准化总体组归口。

:、、

本标准起草单位沈阳新松机器人自动化股份有限公司苏州苏相机器人智能装备有限公司中国

、、、

科学院沈阳自动化研究所苏州傲特敏机器人技术服务有限公司山东鲁能智能技术有限公司科大讯

、、、、

飞股份有限公司深圳市优必选科技有限公司北京康力优蓝机器人有限公司东北大学华测检测认证

、、、

集团股份有限公司科沃斯商用机器人有限公司中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆鲁班机器

、、。

人技术研究院有限公司芜湖赛宝机器人产业技术研究院有限公司中国科学院深圳先进技术研究院

:、、、、、、、、、、

本标准主要起草人徐方邹风山孙立宁瞿卫新李志海许玮马万钟袁杰刘雪楠姜杨

、、、、、、、、、、、、、

刘攀超黄小中何国田程炎欧勇盛唐忠华王恒之宋吉来刘晓帆刘世昌张锋曹际娜王吉祥

、、。

黄庆林远长牟昱

Ⅲ

/—

GBT381242019

服务机器人性能测试方法

1范围

、、、、、

本标准规定了服务机器人移动性能定位导航操作能力续航能力能耗语音交互及人脸识别的

测试方法。

、、。

本标准适用但不限于轮式腿式履带式服务机器人

:,。

注关于其他服务机器人性能测试方法处于研究中将在后续版本中更新

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

GB3096声环境质量标准

/:

轮椅车第部分测试表面摩擦系数的测定

GBT18029.1313

/—中文语音识别系统通用技术规范

GBT210232007

::

机器人服务机器人性能规范及其试验方法第部分轮式机器人运动

ISO18646-120161

(——:

RoboticsPerformancecriteriaandrelatedtestmethodsforservicerobotsPart1Locomotionfor

)

wheeledrobots

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

额定速度ratedseed

p

,。

机器人在额定负载及正常工作状态下允许达到的最大行进速度

3.2

移动平台mobilelatform

p

能使移动机器人实现运动的全部部件的组装件。

:。

注移动平台包含一个用于支承负载的底盘

1

:“()”,“()”。

注由于与术语机座可能发生混淆建议不要使用术语移动机座来表述移动平台

2basemobilebase

[/—,]

GBT126432013定义3.18

3.3

正常工作状态normaloeratinstatus

pg

,。

机器人制造厂商规定的在符合使用环境下能正常运行的状态

3.4

负载load

,,/

在规定的速度和加速度条件下沿着运动的各个方向机械接口或移动平台处可承受的力和或

扭矩。

:、,。

注负载是质量惯性力矩的函数是机器人承受的静态力和动态力

[/—,]

GBT126432013定义6.2.1

1

/—

GBT381242019

3.5

额定负载ratedload

正常操作条件下作用于机械接口或移动平台且不会使机器人性能降低的最大负载。

:、、。

注额定负载包括末端执行器附件工件的惯性作用力

[/—,]

GBT126432013定义6.2.2

3.6

环境地图environmentma

p

环境模型environmentmodel

利用可分辨的环境特征来描述环境的地图或模型。

:,,。

示例栅格地图几何地图拓扑地图和语义地图

[/—,]

GBT126432013定义7.1

3.7

定位localization

在环境地图上识别或分辨移动机器人的位姿。

[/—,]

GBT126432013定义7.2

3.8

导航naviation

g

依据定位和环境地图决定并控制行走方向。

:。

注导航包括了为实现从位姿点到位姿点的运动和整片区域覆盖的路径规划

[/—,]

GBT126432013定义7.6

3.9

自动模式automaticmode

机器人控制系统按照任务程序运行的一种操作方式。

:。

注这种模式下导航功能有效

1

:/—,。

注改写定义

2GBT126432013

3.10

手动模式manualmode

、。

通过按钮操作杆以及除自动操作外对机器人进行操作的操作方式

[/—,]

GBT126432013定义

3.11

待机状态standbmode

y

,。

机器人主电源打开后不做任何操作的状态

:。

注不包括电源打开后默认执行作业程序的机器人

1

:、、。

注操作包括按钮触屏语音等外部唤醒

2

3.12

续航能力cruisinabilit

gy

,。。

机器人在充电完成后可持续运行的时间不包含待机时间

3.13

待机能耗standbenerconsumtion

ygyp

(),。

机器人在待机状态3.11下单位时间内所消耗的电量

3.14

工作能耗enerconsumtiondurinworktask

gypg

,。

机器人在工作状态下单位时间内所消耗的电量

2

/—

GBT381242019

3.15

语音唤醒;

seechwakeuvoicetrier

ppgg

,,、

处于音频流监听状态的语音交互系统在检测到特定的特征或事件出现后切换到命令字识别连

续语音识别等其他处理状态的过程。

[/—,]

GBT36464.22018定义3.13

3.16

误唤醒falsewakeup

,,

语音唤醒过程中出现的无音频流或者音频流中没有出现唤醒所需的特征或事件时语音唤醒系统

被唤醒的现象。

[/—,]

GBT36464.22018定义3.14

3.17

声源定位acousticsourcelocalization

,、。

对发声物体位置的判断过程包括声源平面角俯仰角以及声源距离的测量

3.18

声源平面角acousticsourcelaneanle

pg

发声物体与机器人正前方之间在同一水平面上的夹角。

3.19

语音识别seechreconition

pg

将人类的声音信号转化为文字或者指令的过程。

[/—,]

GBT210232007定义3.1

3.20

语音交互seechinteraction

p

人类和功能单元之间通过语音进行的信息传递和交流活动。

[/—,]

GBT36464.22018定义3.1

4测试条件

4.1测试前提条件

在测试前机器人应进行适当的预热。

,。

机器人应处于正常工作状态确保整个测试过程中以安全的方式操作

、、,,

对于移动性能定位导航续航能力和工作能耗测试除非另有说明机器人应在额定负载条件下以

额定速度进行测试。

4.2环境条件

在下列环境下对服务机器人进行性能测试:

)环境温度:;

a0℃~40℃

)相对湿度:;

b0%~80%

):,/。

c地面或坡面摩擦系数在0.75~1.0范围内依据GBT18029.13测量

,。

如果制造商指定的环境条件超出以上条件应在测试报告内说明

3

/—

GBT381242019

5性能测试方法

5.1移动性能

5.1.1额定速度

测试目的

,。

本测试为了测试机器人在额定负载条件下前往目标点的最大允许行进速度

测试设备

,(),,

如图所示速度测试区域长度为倍机器人长度沿运动方向的长度但不小于宽度

151000mm

。。

要保证机器人能够正常行走测试区域各端要保留足够的空间进行加速和减速

单位为毫米

说明:

———机器人;

1

2———起始线和终止线;

a———加速区域;

b———测试区域;

c———减速区域。

图额定速度

1

测试方法

测试步骤如下:

)将载有额定负载的机器人放置在初始位置;

a

),;

b机器人从初始位置开始加速以便在起始线前达到额定速度

)机器人在同一位置通过速度测试区域的时间为;

ct

)机器人通过终止线后减速至停止;

d

)()。

按式计算额定速度

e1

s

…………()

v=1

1000t

式中:

———,(/);

v速度单位为米每秒ms

4

/—

GBT381242019

———,();

s距离单位为毫米mm

———,()。

t时间单位为秒s

,

如果机器人未通过测试区域的终止线或者偏离指定行驶方向超过速度测试区域长度的10%则认

,。

为测试失败失败的情况需在报告中说明取连续次测试成功的最小速度值作为本测试中的额定速

3

度值v。

测试结果

,,。,、。

测试完成后填写测试结果见表测试报告中应记录测试环境如地面材质摩擦系数等

1

表1额定速度单位为米每秒

第一次第二次第三次()

额定速度三次中最小值

vvvv

123

5.1.2制动能力

按照:中规定的设备及方法进行测试。

ISO18646-120166.1~6.4

5.1.3最大坡度

测试目的

、。

本测试是为了测试机器人最大上下坡角度及驻坡角度评估机器人在直线和斜线方向上的上下

坡能力和驻坡能力。

测试设备

();,;

坡度测试台或类似功能坡度装置见图要求坡度高度可调节最小角度调节误差不大于

2±0.5°

(,),;

坡度长度不小于倍机器人长度沿运动方向的长度不小于应能避免因惯性冲上坡坡度

51000mm

,,。

宽度足够宽应能避免机器人冲下坡宜在坡面两侧添加安全护栏

说明:

L———长度;

W———宽度;

H———高度。

图坡度测试台

2

5

/—

GBT381242019

测试方法

测试步骤如下:

),,;

a将坡度测试台坡度调至最低位置机器人停在坡道上的最下方位置作为初始位置

)机器人依次按表测试配置的路径和方向移动到目标位置;

b2

)用角度传感器直接获取爬坡角度或用坡度高度和长度间接计算爬坡角度;

cHL

),(/);

d驻坡测试单独进行测试时机器人应在坡道中间L2停止30s

),,,。

每个测试配置测试不少于次单次测试中如果失败可重复一次如果仍失败本测试终止

e3

表2最大坡度测试配置

测试配置机器人相对于斜坡的路径机器人的移动方向

1向上前进

2向上后退

3向下前进

4向下后退

()

5横向垂直面前进

:。

注测试配置不适用于足腿式服务机器人

5

测试结果

,、、、、

每次测试时若机器人在上坡或下坡的任一过程中出现倾倒下滑侧滑颠簸走歪以及报错等异

,,。:

常状况时则认为此过程测试失败机器人无法在此坡度或更高坡度下运行测试结果应遵循

)、,;

a包含机器人额定负载额定速度以及具体的测试环境等

)取连续次测试成功的最小角度值;

b3

))。

如在测试方法中有失败情形需在报告中说明

ce

5.1.4坡上最大速度

按照:中规定方法进行测试。

ISO18646-120168.1~8.4

关于履带式服务机器人的测试角度为、、。

10°20°30°

5.1.5越障能力

测试目的

,、。

本测试是在机器人正常工作的条件下测试其能越过不同障碍物及其上下台阶的能力

测试设备

,。

测试用障碍物的具体类型与尺寸见表3

(),

类障碍物长度不小于倍机器人长度沿运动方向的长度宽度大于机器人的宽度且应不

EL3W

小于1000mm。

(),

类障碍物整体长度不小于倍机器人长度沿运动方向的长度且用于足腿式机器人测试时单

F3

,。

个台阶的长度大于机器人足底的长度宽度大于机器人的宽度且不小于

LW1000mm

6

/—

GBT381242019

表3障碍物的类型与尺寸单位为毫米

序号类型形状尺寸

()()

1A1台阶类似1200W×40L×H

障碍物()()

2A21200W×1500L×H

圆形截面

()

3B1200W×Φ

障碍物

圆弧形截面

()

4C1200W×R

障碍物

地毯类似

()()

5D1200W×1200L

障碍物

单个台阶,

6EH≥100W≥1000

,,

7F连续台阶H≥100W≥1000级数≥3

:、。

注轮式机器人不适用类类障碍物测试

1EF

:()、()、(),。

注各类障碍物的长度宽度高度方向的确定见附录

2LWHA

:;。

注圆形截面直径圆弧形截面半径

3ΦR

测试方法

测试步骤如下:

),;

根据表选择测试障碍物的类型并确定具体尺寸

a3

),,

b使机器人在正常工作条件下到达障碍物前方并通过障碍物前进方向需垂直于障碍物具体见

附录A;

)、,。

对于类类障碍物应从上和下两个方向上分别测试

cEF

测试结果

、,,,、

机器人在上下台阶或越过障碍时不应损坏且通过障碍物时机器人不应与障碍物接触其车轮

、。

履带足底除外

,,。,。

测试完成后填写测试结果见表测试报告中应记录障碍物材质与摩擦系数等

4

表4越障能力

通过性

类型名称测试结果

是否

A1台阶类似台阶最大高度

A2障碍物台阶最大高度

圆形截面

B圆形截面最大直径

障碍物

C圆弧形截面障碍物圆弧形截面最大半径

7

/—

GBT381242019

()

表续

4

通过性

类型名称测试结果

是否

地毯类似

D密度和绒