国家标准 GB/T38124一2019 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国家标准化管理委员会国家标准
GB/38124一2019 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义测试条件 4.1测试前提条件 4.2环境条件 5 性能测试方法 5.l移动性能 5.2 定位导航 5. 操作能力 15 5.！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A(规范性附录)障碍物及机器人前进方向 26 导航测试中的命令位置附录B规范性附录 28 参考文献 29
GB/38124一2019 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草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、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、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、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
GB/38124一2019 服务机器人性能测试方法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 GB/T18029.13轮椅车第13部分;测试表面摩擦系数的测定 GB/T21023一2007中文语音识别系统通用技术规范 1sO18646-1;2016机器人服务机器人性能规范及其试验方法第1部分;轮式机器人运动 Robotics一PerformanceeriteriaandrelatedtestmethodsforservicerobotsPart1:L.ocomotionfor wheeledrobots) 术语和定义下列术语和定义适用于本文件额定速度ratelspeed 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mobileplatform 能使移动机器人实现运动的全部部件的组装件注1移动平台包含一个用于支承负载的底盘注2:由于与术语“机座(base)”可能发生混淆,建议不要使用术语“移动机座(mobilebase)”来表述移动平台 [GB/T126432013,定义3.18] 3.3 正常工作状态 normmaloperatingstatus 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loadl 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 [GB/T126432013,定义6.2.1]
GB/T38124一2019 3.5 额定负载rateddl 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 [GB/T12643一2013,定义6.2.2] 3.6 环境地图 enVirOnmentmap environmentmodel 环境模型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 [GB/T126432013,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 [GB/T12643一2013,定义7.2] 3.8 导航navigation 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， [GB/T12643一2013,定义7.67 3.9 自动模式automaticmode -种操作方式机器人控制系统按照任务程序运行的- 注1:这种模式下导航功能有效注2;改写GB/T12643一201 13,定义5.3.10.1 3.10 手动模式manualmde 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 [GB/T126432013,定义5.3.10.2] 3.11 待机状态standbymode 机器人主电源打开后,不做任何操作的状态注1;不包括电源打开后默认执行作业程序的机器人注2:操作包括按钮、触屏、语音等外部唤醒 3.12 续航能力eruisimgability 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standlyeneryconsumptionm 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energyconsumption 1duringworktask 机器人在工作状态下,单位时间内所消耗的电量
GB/38124一2019 3.15 语音唤醒speeehwakep;voieetrigger 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 [GB/T36464.2一2018,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 [[GB/T36464.2一2018,定义3.14打 3.17 声源定位acosticsourcelocalization 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acousticsoureeplaneangle 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speeeh reutun 将人类的声音信号转化为文字或者指令的过程 [[GB/T210232007,定义3.1] 3.20 echinteraction 语音交互spee 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 [[GB/T36464.2一2018,定义3.1] 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;0C一40C; a 相对湿度:0%一80%; b 地面或坡面:摩擦系数在0.751.0范围内,依据GB/T18029.13测量 c 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
GB/T38124一2019 5 性能测试方法 5.1移动性能 5.1.1额定速度 5.1.1.1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 5.1.1.2测试设备如图1所示,速度测试区域长度为5倍机器人长度(沿运动方向的长度),但不小于1000nmm,宽度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 >1000 说明机器人; 起始线和终止线 -加速区域; -测试区域减速区域图1额定速度 5.1.1.3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t; c 机器人通过终止线后减速至停止 d 按式(1)计算额定速度 e 一 1000t 式中速度,单位为米每秒(m/s);
GB/38124一2019 -距离,单位为毫米(mm); -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3次测试成功的最小速度值作为本测试中的额定速度值u 5.1.1.4测试结果测试完成后,填写测试结果,见表1 测试报告中,应记录测试环境如地面材质、摩擦系数等表1额定速度单位为米每秒第 -次第二次第三次额定速度(三次中最小值 U 5.1.2制动能力按照ISO18646-1:2016中6.1一6.4规定的设备及方法进行测试 5.1.3最大坡度 5.1.3.1 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 5.1.3.2测试设备坡度测试台或类似功能坡度装置(见图2);要求坡度高度可调节,最小角度调节误差不大于士0.5* 坡度长度不小于5倍机器人长度(沿运动方向的长度,不小于1000mm),应能避免因惯性冲上坡;坡度宽度足够宽,应能避免机器人冲下坡,宜在坡面两侧添加安全护栏说明长度; w 宽度; H 高度图2坡度测试台
GB/T38124一2019 5.1.3.3测试方法测试步骤如下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; a b 机器人依次按表2测试配置的路径和方向移动到目标位置用角度传感器直接获取爬坡角度或用坡度高度H和长度L间接计算爬坡角度 c d 驻坡测试单独进行,测试时机器人应在坡道中间(L/2)停止30s:; 每个测试配置测试不少于3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前进向上向上后退向下前进向下后退横向(垂直面前进注测试配置5不适用于足腿式服务机器人 5.1.3.4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包含机器人额定负载、额定速度,以及具体的测试环境等; a b) 取连续3次测试成功的最小角度值; 如在5.1.3.3测试方法e)中有失败情形需在报告中说明 5.1.4坡上最大速度按照ISO18646-1l:2016中8.18.4规定方法进行测试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 5.1.5.1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 5.1.5.2测试设备测试用障碍物的具体类型与尺寸,见表3. E类障碍物长度L不小于3倍机器人长度(沿运动方向的长度),宽度w大于机器人的宽度且应不小于1o00mm F类障碍物整体长度不小于3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个台阶的长度L大于机器人足底的长度,宽度w大于机器人的宽度且不小于100o mm
GB/38124一2019 表3障碍物的类型与尺寸单位为毫米序号类型形状尺寸 A 1200(W)×40(L)×H 台阶类似障碍物 A2 1200(W)×1500(L)×H 圆形截面 B 1200(w)×中障碍物圆弧形截面 1200(W)×R 障碍物地毯类似 ID 1200(W)×1200(L 障碍物 E H>100,w>1000 单个台阶连续台阶 H>100,W>1000,级数>3 注1:轮式机器人不适用E类、F类障碍物测试注2各类障碍物的长度(L),宽度(w),高度(H)方向的确定,见附录A 注3中圆形截面直径;R圆弧形截面半径 5.1.5.3测试方法测试步骤如下: a 根据表3选择测试障碍物的类型,并确定具体尺寸; 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E类、F类障碍物,应从上和下两个方向上分别测试 5.1.5.4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4 测试报告中,应记录障碍物材质与摩擦系数等表4越障能力通过性类型测试结果名称是否 A 台阶最大高度台阶类似障碍物台阶最大高度 A2 圆形截面 B 圆形截面最大直径障碍物圆弧形截面障碍物圆弧形截面最大半径
GB/T38124一2019 表4续通过性类型名称测试结果是否地毯类似 D 密度和绒头高度障碍物单个台阶台阶最大高度上方向 E 单个台阶台阶最大高度下方向连续台阶台阶最大高度级数上方向连续台阶台阶最大高度下方向级数 5.1.6转弯宽度按照ISO18646-1:2016中10.110.4规定方法进行测试 5.2定位导航 5.2.1目标定位 5.2.1.1测试目的本测试为了测试机器人在导航模式下到达指定目标点的能力包括到达目标点的姿态准确度和重复性 5.2.1.2测试设备及测试环境布置测试设备应具备对机器人定位和导航过程中的姿态和路径的追踪功能,并能实时完成所追踪的位置角度、运行轨迹、移动速度、旋转速度等的记录和计算注1:测试设备可以是视觉跟踪系统、激光追踪仪等测试设备要求如下位置分辨率<3cm; 位置精度<5cm 角度分辨率<3" 角度精度<5 -数据采样频率>30次/s 测试环境和路径布置如下 a 直线布置;在规定的测试区域设定位置A和位置B,两个位置之间距离至少5倍机器人长度沿运动方向的长度L) 机器人在位置A或B时,机器人四周离周边隔离墙的垂直距离应不小于1000mm，如图3所示布置内的隔离墙宜比机器人高,且不能被越过注2:对于足腿式机器人,L代表腿部所测量的尺寸
GB/38124一2019 单位为毫米机器人朝向B 机器人朝向 r5000 说明: -测试环境长度; -测试环境宽度图3直线布置 b 多区域布置:在规定的测试区域内,设置起始位置A和到达位置B 机器人在位置A或B时机器人四周离周边隔离墙的垂直距离应不小于1000mm 多房间布局的门宽度为r,w+ rGB/T38124一2019 单位为毫米 ,机器人朝向， >1000 >1000 机器人朝向几>5000 说明: 测试环境长度 TI 测试环境宽度; 门和隔离墙的间距图4多区域布置 5.2.1.3测试方法分别在直线布置和多区域布置环境下进行测试,测试步骤如下如图3和图4所示,按说明书做好导航准备(建图等)后使机器人到达位置A; a b)自动模式下使机器人到达位置B,手动模式下返回位置A; 重复步骤b)30次; c 按式(2)计算位置准确度(AP,); d AP,= 2 一.r，"十y一y .r y= 30 式中 -平均位置信息; r,y 命令位置信息(见附录B); Z'e，y -第次的位置信息 Zy 按式(3)计算姿态准确度(AP.); e (3 AP 3o 10
GB/38124一2019 式中平均姿态信息; 命令姿态(见附录B):; C -第次的姿态按式(4)计算位置重复性(RP); fD RP=l十3S 而习" ！=V(一r,十y一y9 (一l,' 29 式中: 平均距离 S 标准偏差; -第次的位置和平均位置之间的距离第次的位置信息 xjy 按式(5)计算姿态重复性(RP) RP =3S. 30 式中 S 标准偏差，平均姿态信息; 第次的姿态 5.2.1.4测试结果测试完成后,填写测试结果,见表3 测试报告中,应记录测试环境如地面材质、摩擦系数等表5目标定位额定额定测试地面布置种类位置重复性位置准确度姿态准确度姿态重复性负载速度参数直线布置多区域布置 5.2.2 导航能力 5.2.2.1 测试目的本测试是测试机器人在工作环境下的路径规划能力 11
GB/T38124一2019 5.2.2.2测试设备及测试环境布置同5.2.1.2测试设备 5.2.2.3测试方法分别在直线布置和多区域布置环境下进行测试,测试步骤如下如图3和图4所示,按说明书做好导航准备(建图等)后使机器人到达位置A a b 自动模式下使机器人到达位置B,手动模式下返回位置A c A到B过程中测试设备记录机器人行走距离/ d 重复步骤b)和c)30次按式(6)计算导航能力(AT,). AT，=max(l，一/.) 式中 -第次A到B的累计行走路程; -A到B的最短路程 5.2.2.4 测试结果测试完成后,填写测试结果,见表6 测试报告中,应记录测试环境如地面材质、摩擦系数等表6导航能力额定负载额定速度测试地面参数布置种类导航能力直线布置多区域布置 5.2.3避障能力 5.2.3.1测试目的本测试是评估机器人通过停止或避让来防止与静态或动态障碍物发生碰撞的能力 5.2.3.2测试设备测试使用的典型障碍物规格见表7 表7典型障碍物名称几何形状描述平板,模拟墙壁(包括松木板和透明度超过80%的无色玻璃) 墙收高H;l500" mmm 宽W:l000mm 12
GB/38124一2019 表7(续名称几何形状描述带有四条支柱的平板,模拟桌子包括松木材质和钢质桌子腿的桌子) 高H:700mm~800mm 桌子 mm2000mmm 宽w,1500 长L.;500mm一800mm 桌子腿的宽度:小于50tmm 大圆柱体,模拟人的躯干灰色表面,漫反射率值为27%33% 大圆柱体高H:;600 mm 直径中;200mm 小圆柱体,模拟人的手臂或腿(灰色表面,漫反射率值为27%33% 小圆柱体高H 400mm 直径p:70mm 测试区域应足够大,机器人起点P1和终点P2间距不小于9倍机器人长度(沿运动方向的长度L) 机器人和障碍物间不应有任何阻碍,测试空间的墙壁不应有任何标记,如图5所示 P4 P6 P0 D 3 P5 P3 O障碍物机器人图5障碍物规避测试示意图 5.2.3.3测试方法测试步骤如下: 如图5所示,按说明书做好导航准备(建图等)后使机器人到达起点PI; a 13
GB/T38124一2019 b 按表8测试配置,分别使机器人自动模式下到达位置P2; c 测试配置510测试中可以沿着直线路径调整障碍物的初始位置,确保障碍物和机器人同时到达位置PO; d 当机器人到达目标位置P2时应当停止 e 每种配置连续测试3次,并记录机器人运行时间 P1到P2间无障碍运行时间为To，P1到 P2间有障碍运行时间为T1 表8障碍物规避测试配置障碍物移动速度测试配置机器人移动路线使用障碍物障碍物位置或移动路线 m/s Po 墙壁 P1到2 P0 桌子 P1到P2 大圆柱体 P0 P1到P2 小圆柱体 P0 P1到P2 大圆柱体 P3到P4 l.6 P1到P2 小圆柱体 P3到P4 l.6 P1到P巴大圆柱体 P5到P6 1.6 P1到P2 小圆柱体 P吁到Po P1到2 大圆柱体 1.6 P1到P22 P7到P0 10o 小圆柱体 P7到Po 1.6 P1到P2 注1测试配置1,墙壁垂直放置,长边面向机器人注2:测试配置2适用高度大于障碍物的服务机器人桌子长边面向机器人注3:测试配置3,大圆柱体侧卧放置,长边面向机器人注4，测试配置4,小圆柱体垂直放置注5:测试配置5一测试配置10大圆柱体在距离地面0.5m高度垂直移动,小圆柱体在地面上垂直移动 5.2.3.4测试结果如机器人未到达目标位置P2或在运动过程中碰到障碍物,则视为测试失败在连续3次成功测试后,视为测试成功按表9记录测试结果,测试结果中应包含障碍物尺寸和颜色、是否测试成功和机器人运行时间等信息表9避障能力机器人运行时间1 机器人运行时间2 机器人运行时间3 测试配置使用障碍物测试成功/失败墙壁桌子大圆柱体小圆柱体大圆柱体 14
GB/38124一2019 表9(续机器人运行时间1 机器人运行时间2 机器人运行时间3 测试配置使用障碍物测试成功/失败小圆柱体大圆柱体小圆柱体大圆柱体 l0 小圆柱体 5.3操作能力 5.3.1手指指力 5.3.1.1测试目的本测试是测试机器人仅在手指关节驱动装置的协同作用下,手指执行按压动作产生的最大按压力 5.3.1.2测试设备测试设备及原理如图6所示压力传感器信号处理器图6手指指力测试示意图 5.3.1.3测试方法测试步骤如下: 待测机器人手指应放置在测试装置上方,即为初始位置 aa 机器人待测手指从初始位置开始执行按压动作(手指应接触传感器中心位置,直至测试装置 b) 显示指力数值已达到最大; 数值达到最大后抬起手指,恢复至初始位置; d 以上步骤重复3次,取前三次成功测试中的最小值作为手指指力值 5.3.1.4测试结果指力以牛顿(N)为单位,按表10记录测试结果 15
GB/T38124一2019 表10手指指力手指指力(3次中最小值) 第一次第二次第三次 5.3.2手臂负载能力 5.3.2.1测试目的本测试是机器人手臂执行托举动作所能承受的最大质量本方法适用末端执行器为手指或夹爪,可抓取并承受负载的服务机器人 5.3.2.2测试设备测试设备及原理如图7所示测试负载截面形状有三角形、正方形和圆形可通过增加测试负载长度增加其重量图7手臂负载能力测试示意图 5.3.2.3测试方法测试步骤如下机器人手臂初始位置为水平前伸状态 a D)机器人分别在竖直和水平方向抓取三种形状的测试负载;测试负载的初始重量可从额定负载能力的10%开始; 机器人抓取测试负载中间位置后,如手臂手指在60s内不发生位移且测试负载不打滑,则判定该重量为机器人可负载重量;否则测试失败;其他动作如果抓取成功,则继续测试,直到不能抓取为止; d 每种负载重复测试3次,取前三次成功测试中的最小值作为手臂负载能力值 16
GB/38124一2019 5.3.2.4测试结果手臂负载能力以克(g)为单位,按表11记录测试结果测试条件与步骤应在测试报告中声明表11手臂负载能力第负载形状第一次第三次手臂负载能力(3次中最小值》次三角形正方形圆形 5.4续航能力 5.4.1持续工作时间 5.4.1.1测试目的本测试是为了测试由电池供电的服务机器人在每一个充电周期的最大允许运行时间T 5.4.1.2测试设备测试环境如图8所示正方形区域,场景中点区域为摩擦系数为0.50.8的地板砖,斜线区域为毛长为6mm的地毯,测试路面尺寸为3偕机器人长度(沿运动方向的长度)但不小于1000" 每边长 mm，度>30001 mm 单位为毫米 ">3000 机器人地板地锁说明: r -测试环境长度 -测试环境宽度图8持续工作时间测试环境 5.4.1.3测试方法测试步骤如下: a 机器人充满电后,按照说明书开启机器人,使机器人全部软件处于运行状态,运动部件按照说明书要求工作; 17
GB/T38124一2019 b 使机器人在图8环境下运行,直到它自动停止或不能重新启动,或者已经在寻找充电座,以记录的开始时间和结束时间计算出整个操作时间,并记为Tw; 测试过程可以是手动模式、自动模式或者其他设定方式,使机器人从起点道时针或者顺时针循 c 环运行以上步骤重复3次,计算平均工作时间 d 5.4.1.4测试结果按表12计算平均持续工作时间表12持续工作时间第一次第二次第三次平均工作时间 Tw十Tw十Tw/3 5.4.2充电时间 5.4.2.1测试目的本测试为了评估电池驱动的机器人充满电所需的充电时间 5.4.2.2测试设备机器人标配的充电设备,计时器 5.4.2.3测试方法测试步骤如下 a 对机器人进行放电,直至机器人电池低电量保护开启,不再进行电量输出使用供应商标配的充电设备根据说明书的指示进行充电,充电过程需关闭一记录充 b 切功能电开始时间T. 观察机器人的充电指示装置,当充电指示装置显示为满电后,应停止充电,记录机器人停止充电时间T 以记录的开始时间T 和结束时间T 计算出机器人充电时间T c d)以上步骤重复3次,计算平均充电时间 5.4.2.4测试结果按表13计算平均充电时间表13充电时间第一次第二次第三次平均充电时间！ Ta十T 十Ta/3 5.5能耗 5.5.1待机能耗 5.5.1.1测试目的本测试是测试机器人在待机状态下,单位时间所消耗的能量 18
GB/38124一2019 5.5.1.2测试设备计时器,电量测试设备(功率计等. 5.5.1.3测试方法测试步骤如下: 对机器人进行充电,待电量充满后,使机器人处于待机状态,直到机器人电量低报警提示或8h a 取最短时间)后停止记录待机时间立即对机器人进行充电,充电过程需关闭一切功能充满电量后通过电量测试设备得到所充的总能量E; 使用式(7)计算待机能耗Q 式中: 充电期间来自电网的能量,单位为瓦时(w h); E -特机时间单位为小时以上步骤重复3次,计算平均待机能桃 d 5.5.1.4测试结果按表14计算平均待机功耗表14待机能耗第第二次第三次平均待机能耗 -次 Q Q十Q+Q./3 5.5.2工作能耗 5.5.2.1测试目的本测试是测试机器人在工作状态下,单位时间所消耗的能量 5.5.2.2测试设备计时器,电量测试设备(功率计等) 5.5.2.3测试方法测试步骤如下对机器人进行充电,待充电电量充满后,执行5.4.1持续工作时间测试,得到持续工作时间T a b 立即对机器人进行充电,充电过程需关闭一切功能充满电量后通过电量测试设备得到所充的总能量E; 使用式(8)计算工作能耗P; E 尸-量 19
GB/T38124一2019 式中充电期间来自电网的能量,单位为瓦时(W h):; T 持续工作时间,单位为小时(h); d)以上步骤重复3次,计算平均工作能耗 5.5.2.4测试结果按表15计算平均工作能耗表15工作能耗第三次第二次平均工作能耗次 P十P十P./3 5.6语音交互 5.6.1语音唤醒 5.6.1.1测试目的本测试是评估机器人自动匹配唤醒关键词,并成功唤醒智能终端语音交互系统的能力 5.6.1.2测试设备测试设备如下高保真语音回放系统(模拟真实工作场景)见表16 a 表16高保真回放设备要求设备名称设备代号参数要求说明支持音频播放软件的安装和使用电脑音频播放能够显示机器人输出的音频和图像文件用于录制机器人所处环境噪声环境录制器环境噪声录制以机器人所处环境实际噪声为主中规定的0类一4类环境) GB3096 噪声频率响应(士2.5dB);74Hz18kHH 高保真放音设备1 用于播放背景噪声,数量2个最大声压级:l02dB(A 频率响应士2.5dB)74H18kHH 用于播放语音测试集高保真放音设备2 最大声压级:l02dB(A 推荐无人工嘴的条件下使用信噪比;90dB 人工嘴增益控制;0dB25dB 高保真功率推荐在测试环境内使用频率响应:200Hz10kHz 放大器驱动) 最大声压级:l10dB(A 语音唤醒或交互测试集;至少由男女各50名的发音人进行录制关键唤醒词或交互的语音测试 b 集,具体要求按照GB/T21023一2007的7.2,7.3执行,并应存到机器人语音库; 声压计:用于标定和测试背景噪声、唤醒或交互语音的声压级 20
GB/38124一2019 d 针对需要在线交互的服务机器人,为其提供所需的移动互联网服务,网络环境应至少为4G及以上制式,上行带宽不低于100kbit/s,下行带宽不低于50kbit/s,且需保持稳定的连通状态 5.6.1.3测试方法测试步骤如下: 使用设备A模拟实际环境播放0类背景噪声,将机器人调至待命状态,按图9布置完成;其中 a 设备A高度不小于2000mm,两个设备A对角线放置,垂直距离不小于3000mm;设备B和设备C推荐设置高度在1000 mm1800mm范围内 b 分别将设备B或设备C放在机器人正前方,左前方和右前方45"不小于1000mm处,以恒定时间间隔连续播放语音唤醒测试集进行唤醒100次,记录机器人是否给出正确响应,记录响应时间,并统计唤醒成功率; 用设备A分别播放1类4类背景噪声,重复步骤b),并记录响应时间,并统计唤醒成功率 d 将机器人调至待命状态1h,连续播放唤醒词以外的语音,分别记录机器人在5种背景噪声下是否被误唤醒,并记录误唤醒次数单位为毫米 >1000 45”" 45" >3000 设备B或Cc 机器人设备A 说明: 测试环境长度; r 测试环境宽度图9语音唤醒 5.6.1.4测试结果取唤醒时间和唤醒成功率的平均值为测试结果,见表17 测试过程中若是出现误唤醒,记录误唤醒次数同时,应记录测试语音数量、男女语音比例、播放语音的声压级等信息 21
GB/T38124一2019 表17语音唤醒背景噪声误唤醒次数测试位置响应时间唤醒成功率 0类4类正前方左前方45” 0类~4类右前方45° 0类4类 5.6.2 声源定位 5.6.2.1测试目的本测试用于测试机器人对声源位置的判断准确性,主要评估声源平面角度的影响 5.6.2.2 测试设备与5.6.1.2测试设备相同 5.6.2.3测试方法测试步骤如下使用设备A模拟实际环境播放0类背景噪声将机器人调至待命状态,按图10布置完成;其 a 中设备A高度不小于2000mm,两个设备A对角线放置,垂直距离不小于3000mm;设备B 和设备C推荐设置高度在1000mm~1800mm范围内; 分别将设备B或设备C放在机器人正后方、左方向和右方向90"不小于1000mm处,以恒定的时间间隔连续播放语音唤醒测试集进行唤醒100次,同时将机器人停止运动后的正方向和声源之间的角度作为测试结果,并记录用设备A分别播放1类4类背景噪声,重复步骤b),并记录角度单位为毫米 >1000 >1000 几>3000 机器人设备A 设备B或C 说明测试环境长度; r 测试环境宽度 rw 图10声源定位 22
GB/38124一2019 5.6.2.4测试结果测试角度的平均值作为测试结果,见表18 同时,应记录测试语音数量、男女语音比例、播放语音的声压级等信息表18声源定位测试位置背景噪声测试角度正后方 0类一4类左方90° 0类4类右方90 0类一4类 5.6.3语音识别 5.6.3.1测试目的本测试是评估机器人正确识别语音的能力 5.6.3.2测试设备与5.6.1.2测试设备相同 5.6.3.3测试方法测试步骤如下使用设备A模拟实际环境播放0类背景噪声,将机器人调至待命状态,按图9布置完成 a b)分别将设备B或设备C放在机器人正前方、左前方和右前方45"不小于1000mm处,以恒定时间间隔连续播放语音测试集进行语音交互100次,记录机器人是否给出正确响应,记录响应时间,并统计语音交互成功率; 用设备A分别播放1类一4类背景噪声,重复步骤b) 5.6.3.4测试结果机器人的回答应和语音库中的回答一致,否则视为语音交互失败分别取响应时间和语音交互成功率的平均值为测试结果,见表19 同时,应记录测试语音数量,男女语音比例播放语音的声压级等信息表19语音识别测试位置背景噪声响应时间语音交互成功率正前方 0类一4类左前方45 0类一4类右前方45" 0类一4类 5.7 人脸识别 5.7.1测试目的本测试是为了测试机器人在正常光照条件下,机器人对人脸的检测及识别的性能 23
GB/T38124一2019 5.7.2测试条件测试条件如下测试人员>40名,其中,男性>20名,女性>20名 a 室内背景为白色,明度大于8.5的中性色 b) 室内环境光照40lx~200lx,色温2000K~6000K:; c d 人脸测试集>500张 5.7.3测试方法人脸识别的性能可分为人脸检测成功率、人脸识别成功率、人脸识别距离三项指标,测试方法如下人脸检测测试步骤如下 a 仅1名测试人员站在机器人摄像头检测区域内,根据系统提示信息,检查机器人是否能检 1 测到测试人员的面部所有测试人员重复步骤1)3次,按照式(9)计算人脸检测成功率C,取最小值作为测试结果 C="×100% 9 式中: 人脸检测成功率; -机器人检测到的人脸总数 N -测试人员总数 3 多名测试人员站在机器人摄像头的检测区域内,根据系统提示信息,检查机器人所能识别的最大人脸数目,记录连续测试成功检测3次的最小值,同时,记录每次实际测试人员数 b)人脸识别测试步骤如下: 1)机器人采集测试人员的面部信息或者将包含测试人员面部信息的人脸测试集导人机器人中,并完成测试人员的信息录人; 2 仅1名测试人员站在机器人摄像头检测区域内,测试人员与机器人保持0.5m的距离,测试人员的面部与机器人分别呈0"和45,根据系统提示信息,检查机器人是否能检测与识别到测试人员的正脸和侧脸记录测试结果测试人员依次重复步骤2)3次,按照式(10)分别计算0"正脸和45"侧脸识别成功率G,其中识别错误或者人脸检测不成功均视为人脸识别失败 (10 G="×100% 式中: 人脸识别成功率 G 机器人正确识别人脸总数; 测试人员总数注1;以上步骤,测试人员正脸面对机器人,即测试人员面部与机器人脸部呈0 注2根据测试需要,可调整室内背景色,但需要在测试报告中注明人脸识别距离测试步骤如下固定机器人,仅1名测试人员站在机器人摄像头检测区域内,测试人员分别依次与机器人保持0,5m、lm、l.5m、2m、2.5m,3m的距离，不同距离,保持同一角度; 根据系统提示信息,检查机器人是否能识别测试人员,记录机器人连续3次成功人脸识别 24
GB/38124一2019 最大距离中的最小值 5.7.4测试结果测试报告中应包括人脸检测成功率、人脸识别成功率和人脸识别最大距离测试结果,见表20. 同时,应记录测试人员数量、性别比例及室内背景等信息表20人脸识别人脸检测成功率测试位置或方向测试人员测试次数人脸识别成功率人脸识别距离最大识别人脸数单人正前方正前方多人机器人与人脸呈45° 单人正前方0.5m3m 单人注:“-”表示不适用于此项目 25
GB/T38124一2019 附录 A 规范性附录) 障碍物及机器人前进方向图A.1、图A.2和图A.3给出了障碍物和机器人前进方向的位置关系机器人前进方向垂直于宽带w方向说明: H 高度长度; w 宽度图A.1A1,A2,D1、,I2、E,F类障碍物及机器人前进方向机器人前进方向乘直于宽度方向说明: 直径; W 宽度图A.2B类障碍物及机器人前进方向 26
GB/38124一2019 机器人前进方向垂直于寞度w方向说明: R -半径; W 宽度图A.3C类障碍物及机器人前进方向 27

服务机器人性能测试方法GB/T38124-2019

随着人工智能技术的不断发展，服务机器人已经广泛应用于各个领域。为了保证服务机器人的高效运行和优质服务，需要对其进行性能测试。GB/T38124-2019是服务机器人性能测试的标准化方法，下面我们将详细介绍其内容。

一、性能测试概述

性能测试是指在一定的负载条件下，评估系统各项性能指标的过程。服务机器人的性能测试分为静态测试和动态测试两个部分。

1. 静态测试

静态测试是指对服务机器人软硬件进行基本的功能测试和安全测试，包括机器人外观、机身结构、安全特性等方面。其中，机器人的外观、机身结构以及安全特性是评价机器人使用体验的关键因素。

2. 动态测试

动态测试是指对服务机器人在各种复杂环境下的运行能力进行测试，包括机器人的感知、决策、执行等方面。其中，机器人的感知能力、决策能力和执行能力是评价机器人性能的核心指标。

二、GB/T38124-2019标准概述

GB/T38124-2019是我国服务机器人性能测试的标准化方法。该标准主要包括以下内容：

1. 测试对象

测试对象包括服务机器人软硬件系统以及服务机器人应用场景。其中，服务机器人软硬件系统包括机器人主体、操作系统、传感器、执行机构等组成部分。

2. 测试方法

测试方法包括静态测试和动态测试两个部分，通过对机器人的外观、机身结构、安全特性、感知能力、决策能力和执行能力进行测试，评估机器人的性能指标。

3. 测试流程

测试流程包括测试准备、测试执行、数据处理等步骤。在测试准备阶段，需要明确测试目的、测试范围、测试环境等信息。在测试执行阶段，需要按照测试计划进行测试，并记录测试数据。在数据处理阶段，需要对测试结果进行统计、分析、评估。

4. 测试报告

测试报告包括测试目的、测试环境、测试对象、测试方法、测试流程、测试结果等内容。

三、结论

GB/T38124-2019是服务机器人性能测试的标准化方法，其主要作用是为服务机器人的性能测试提供了一个标准化的流程和方法。通过遵循该标准，可以更加客观地评价服务机器人的性能表现，从而保证机器人的高效运行和优质服务。