建设概述

方案名称

方案名称：人工智能实训室建设

建设目标

本项目旨在建设支撑人工智能专业学生实验、专业技能实训、创新能力培养的系统。系统包括软件、硬件、课程、资源和服务，支撑专业课程实训环节的教学，涵盖物联网、人工智能、智能控制技术、机器人技术等专业知识体系，切合专业人才培养要求，适应人工智能与物联网技术发展趋势，符合行业人才岗位技能要求。

建设规划

实训室以培养新型实用人才为目标，参照由浅入深的教学规律将实训划分为基础实训、应用实训和创新实训三个层次。

建设方案

实训室概述

实训室以人工智能和机器人技术为主要实训平台，实验室建立一套软硬件结合的智能化系统。本系统融合机器感知、机器学习和机器人等一系列人工智能技术，形成一套完整的实训教学方案。通过本系统，高校或企业可以对人工智能、机器人和智能制造各个层面的技术领域进行实践培训，并通过现场展示的方式让学生领会到人工智能技术和机器人技术在实际应用中的成果及发展方向。

实验室设备规划

实训室设备包括人工智能服务器、人工智能六足机器人、人工智能安防实训平台、智能图像处理实训系统及人工智能实训系统。

实验室平台设备简介

人工智能六足机器人实验箱

人工智能六足机器人从功能组成角度分为主控感知与自我控制功能、无线传输功能以及远程控制功能、人机互动功能和步态算法功能。

主控感知与自我控制功能：通过超声波模块，测量周围障碍物的距离，在数据判断后决定前进或者后退或者换向，也称自动避障。通过温湿度模块，采集周围环境的数据。

人工智能安防实训平台

人工智能安防实训平台，平台设计紧贴现今的物联网行业实际应用，并融入AIoT概念，使学生通过该实验的系统学习，能够快速的熟悉和掌握人工智能+物联网应用系统的开发。

平台采用意法半导体ST的核心MCU STM32F，包含RFID、、ZigBee、BlueTooth、WiFi等各种通信方式。平台接口模块丰富，配合丰富的网络节点、以及多种应用传感器、执行单元接入，特别适合高校开展与物联网相关的实验课程，培养学生基于物联网应用的开发能力。

平台设备模块化版本，将所有涉及到的感知层、输出层、应用层设备全部都标准尺寸的模块化设计，更有利于学生了解学习丰富的安防设备模块，使用更加灵活方便。

人工智能安防实训平台（模块）

安防实训平台去（情景）主要为安防实训实验箱应用提供直观展示平台。通过模拟现实的应用使得环境安防、围墙安防、指纹识别、人脸识别、RFID识别等技术让学生作为一个系统工程师按照自己设计系统架构来开发一套安防的应用系统。

人工智能安防实训平台（情景箱）

安防实训平台系统包括硬件设备模块、软件资源、实验资源、教材（实验教程、慕课、PPT）等四大部分。硬件设备模块包括无线通信模块、通用传感器模块、执行单元模块。软件资源包括STM32开发软件、触摸屏开发软件、无线传感器网络（Zigbee），PC数据管理与分析软件、界面展示软件、OpenWRT嵌入式开发、人脸识别、车牌识别等等，实验资源包括基于控制器MCU的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、ZigBee/WiFi/Bluetooth/RFID通讯实验、OpenWRT基础实验、数据管理实验等，通过对提供资源的充分学习，可为物联网工程应用打下坚实的基础，并能通过不同传感器的特性，不同网络的组成形式，开发出更多实用性强的人工智能+物联网应用模式。

智能图像处理实训系统

人脸识别软件共包含了3*3的算法切换，包括传统的人脸识别方法和基于深度学习的人脸识别算法。首先要区分两个概念“人脸检测/face detection”和“人脸识别/face recognition”。“人脸检测”是从图像中确定人脸的位置和大小；“人脸识别”是识别图像中的人脸是张三还是李四，是身份识别。常用的人脸识别技术主要包含四个部分：人脸检测、人脸对齐、特征提取和特征匹配识别。其中，人脸对齐的目的是为了得到摆正后的人脸，继而优化提高人脸识别的精度。同时，我们这里将特征提取和特征匹配识别简称为特征识别。

人脸识别软件可实现以下功能：

（1）实现1：1和N：1的人脸识别，得到相似度和最佳匹配项；

（2）实现视频对图集的最相似搜索，CPU下能够达到300ms一张的检测速度；

（3）实现3*3算法切换[包括传统算法与深度学习方法的结合]，完成人脸检测+人脸对齐+人脸识别的功能选项。

智能图像处理实训系统为教学科研软件，可以分为人脸识别软件操作单元和人脸识别网站两个部分。

其中软件操作单元包括训练图片选择、测试图片或视频流选择、算法选择、结果输出、算法简介和人脸识别网站。

图像处理网站包含人脸识别算法的相关教程、软件的操作手册、代码浅析以及相关推荐。

人工智能实训系统

本系统作为人工智能教学设备，主要用于教学、开发、实验，为人工智能、机器人和智能制造，相关课程提供良好的教学、实验环境，方便展示和教学，使同学们能够迅速掌握人工智能相关技术。教师借助该设备及相关教学软件能够方便地在课堂上演示系统的开发过程和运行实例，同时还能辅助教师和学生高效地进行课程实践。

系统软件平台支持Windows 系列客户端和Android 系列移动端，支持多种开发语言，从而方便教师进行移动远程教学。

桌面智能机械臂如图所示，采用一体化机身设计，主体使用铝合金和工程塑料，坚固耐用；采用小底座大配重，最小占用空间，免安装，开箱即用。

机械臂末端采用标准化嵌入式插口，可以方便快捷的接入多种末端执行器，同时，软件系统开放接口，使扩展设备开发变得简单易行。