中小学生智能机器人竞赛规则.docx
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中小学生智能机器人竞赛规则.docx
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中小学生智能机器人竞赛规则
中小学生智能机器人竞赛规则
一、虚拟机器人(迷宫灭火、轨迹综合竞技)(中小学)
(一)竞赛目标
通过信息技术创新手段,以虚拟机器人为载体实现走轨迹、迷宫灭火的过程,使青少年对机器人的搭建和编程产生兴趣,增进了解,实现机器人的大众化。
旨在考核参赛选手对操控智能机器人相关知识的综合运用能力,有助于提高学生的动手与动脑能力。
(二)竞赛环境
1.软件环境
(1)操作系统:
WINDOWS98/2000/XP(NetFramework1.1DirectX9.0c)
(2)比赛系统:
纳英特3D机器人仿真系统软件
2.硬件环境
(1)电脑硬件配置:
CPU600MHZ以上,内存128M以上,显卡8M支持3D(推荐配置CPU1G,内存256M,显卡32M支持3D)。
(2)电脑数量:
组委会提供竞赛现场编程用电脑(每人一台),参赛选手不允许携带任何可以复制文件的工具进入竞赛现场(如U盘等)。
(三)竞赛过程
在规定时间内,参赛选手利用计算机模拟完成机器人的搭建、编程及调试,然后在计算机上模拟实现仿真机器人自主走轨迹和走迷宫灭火的全部过程。
(四)比赛场地
1.500像素×500像素的场地由一段轨迹和迷宫组成;轨迹由线宽2cm的黑线和可换拼装块组成,迷宫由若干白色障碍块(长:
20厘米、宽:
20厘米、厚:
2厘米)组成,四周边框、障碍块为白色,迷宫内房间门口有黑线标示。
2.迷宫入口宽20cm,开始时迷宫活动门是被封闭的,机器人成功越过可换拼装块,迷宫活动门会自动打开。
3.程序不允许使用时间延时法或类似时间延时法,可使用红外传感器走迷宫,灰度传感器走轨迹和指南针传感器转弯。
4.可换拼装块说明:
(1)普通轨迹线组成,90度转角和T形轨迹组成。
(2)两个半圆组成。
(3)T形路口和桥洞组成。
(4)一段虚线轨迹组成。
(5)若干条黑线组成的河流。
(五)竞赛任务
小学组:
比赛机器人从指定的起点出发,开始计时,顺利越过可换拼装块后迷宫活动门会打开,机器人继续沿轨迹走到迷宫活动门处进入迷宫,在迷宫四个房间中寻找一处蜡烛,完成灭火任务。
到达房间标准为整个机器人越过房间门口黑线。
(迷宫、轨迹场地参考图)
中学组:
比赛机器人从指定的起点出发,开始计时,顺利越过可换拼装块后迷宫活动门会打开,机器人继续沿轨迹走到迷宫活动门处进入迷宫,在迷宫四个房间中寻找两处蜡烛,完成两处灭火任务。
到达房间标准为整个机器人越过房间门口黑线。
(迷宫、轨迹场地参考图)
(六)比赛终止
1.裁判宣布入场后1分钟内,参赛队员没有入场。
2.裁判宣布停止调试,参赛队员未及时上交程序。
3.比赛过程中队员出现严重犯规事件。
(七)比赛结束
1.机器人完成规定的任务。
2.规定的比赛时间用完。
3.参赛选手主动宣布放弃。
(八)比赛时长
1.机器人搭建、编程及调试:
60分钟/组别。
2.完成任务:
3分钟/组别。
(九)评分标准
1.规定用时内完成任务,成绩以用时较少的一次为准。
2.规定用时内未能完成任务,成绩记为3分钟。
3.参赛选手完成任务得分高者排名在前,未完成任务则分段计分,得分相同则按照用时最少者最优,以此类推进行成绩统计与排名。
4.规定用时内未能完成机器人搭建或编程者排名最末,得分为零。
(十)相关说明
1.计时从机器人身体的任何一部分最先越过起始区开始,至机器人完成灭火任务结束,计时结束。
2.仿真比赛过程中配件马达的转动率是默认的,不能改动,可在±100之间调节马达速度。
3.现场比赛成绩由裁判员确定并由参赛选手当场确认,逾期不得追诉和更改。
4.参赛选手对裁判的决定必须服从,如有不同意见可以向竞赛裁判委员会提出复议,须在下轮比赛前,否则无效。
5.每个程序比赛2次,但2次比赛中间不得更换机器人和机器人程序。
二、虚实机器人(中小学)
(一)竞赛目标
通过信息技术创新手段,以虚拟机器人和实物机器人为载体模拟实现F1赛车的过程,使青少年对机器人的搭建和编程产生兴趣,增进了解,实现机器人的大众化。
旨在考核参赛选手对操控智能机器人相关知识的综合运用能力,有助于提高学生的动手与动脑能力。
(二)竞赛环境
1.软件环境
(1)操作系统:
WINDOWS98/2000/XP(NetFramework1.1DirectX9.0c)
(2)比赛系统:
纳英特3D机器人仿真系统软件/纳英特积木式编程环境
2.硬件环境
(1)电脑硬件配置:
CPU600MHZ以上,内存128M以上,显卡8M支持3D(推荐配置CPU1G,内存256M,显卡32M支持3D)。
(2)电脑数量:
组委会提供竞赛现场编程用电脑(每人一台),参赛选手不允许携带任何可以复制文件的工具进入竞赛现场(如U盘等)。
3.实物比赛环境
制作一张与虚拟机器人场景一样的的场地,场地尺寸为长宽250cm*200cm,场地上放有一定数量的可乐罐。
(三)虚拟竞赛过程
在规定时间内,参赛选手利用计算机模拟完成机器人的搭建、编程及调试,然后在计算机上模拟实现仿真机器人F1赛车的全部过程。
(四)虚拟比赛场地
1.500像素×500像素的场地由赛道和场景组成;赛道宽20cm,白色轨迹宽2cm,赛道四周是3维场景。
赛道上可能最多出现三处障碍物(由可乐罐代替),出现位置及个数比赛现场公布,小学1到2个、初中2到3个。
2.机器人起点和终点为同一位置,20*20cm的红色块,此位置比赛现场公布。
3.程序不允许使用时间延时法或类似时间延时法,可使用红外传感器走迷宫,灰度传感器走轨迹和指南针传感器转弯。
(五)虚拟竞赛任务
(场地参考图)
机器人沿赛道内白色轨迹线行走,行进过程中不能脱离赛道,场地中有7处得分点,每处10分,每经过一处加10分,成功完成清理障碍物可乐罐任务加30分。
在虚拟仿真中,机器人检测到可乐罐后需要停止2秒以上,等待可乐罐消失后再行走,撞倒可乐罐则任务失败,之前得分有效。
(七)比赛终止
1.裁判宣布入场后1分钟内,参赛队员没有入场。
2.裁判宣布停止调试,参赛队员未及时上交程序。
3.比赛过程中队员出现严重犯规事件。
(八)比赛结束
1.机器人完成规定的任务。
2.规定的比赛时间用完。
3.参赛选手主动宣布放弃。
(九)比赛时长
1.机器人搭建、编程及调试:
60分钟/组别。
2.完成任务:
3分钟/组别。
(十)评分标准
1.规定用时内完成任务,成绩以用时较少的一次为准。
35秒内完成任务者加时间奖励分E,E=(35-T)分,T为选手机器人实际完成任务到达终点的时间。
2.规定用时内未能完成任务,则分步记任务分,时间成绩记为3分钟。
3.虚拟机器人部分成绩为任务分加时间奖励分。
4.参赛选手该阶段得分占其成绩的60%。
(十一)相关说明
1.计时从机器人身体的任何一部分最先越过起始区开始,至机器人身体的任一部分到达终点区结束。
2.仿真比赛过程中配件马达的转动率是默认的,不能改动,可在±100之间调节马达速度。
3.现场比赛成绩由裁判员确定并由参赛选手当场确认,逾期不得追诉和更改。
4.参赛选手对裁判的决定必须服从,如有不同意见可以向竞赛裁判委员会提出复议,须在下轮比赛前,否则无效。
5.每个程序比赛2次,但2次比赛中间不得更换机器人和机器人程序。
6.规则中如有争议,最终解释权归组委会所有。
(十二)实物机器人比赛
参赛选手依据组委会统一提供的机器人构件(采用“纳英特积木式教学机器人平台”器材)按F1赛车的主题进行现场机器人调试、编程及动作展示。
机器人构件也可以自备,但搭建方式必须和组委会提供的机器人构件完全一样(包括传感器电机固定的位置等),否则不予参赛。
参赛选手该阶段得分占其成绩的40%。
1.比赛场地
(1)根据虚拟机器人F1赛车场地等比例喷绘而成,场地尺寸为长宽250cm*250cm,场地上放有一定数量的可乐罐。
(2)机器人沿赛道内白色轨迹线行走,行进过程中整个机器人垂直投影不能脱离赛道,场地中有7处得分点,每处10分,每经过一处加10分,成功避开可乐罐任务加30分。
机器人启动离开起点获得10分。
机器人遇到障碍物时需停止,等待裁判将可乐罐拿走后继续走轨迹。
撞倒可乐罐则任务失败,之前得分有效。
机器人在行进过程中中途停顿时间不得超过15秒,否则任务失败。
2.比赛任务
(1)机器人从起点出发,沿轨道行走,完成所有清理障碍任务后回到终点。
(2)机器人身体任何一部分垂直投影位于终点区内即为成功到达。
3.机器人编程、场地调试及程序调整时长:
60分钟/组别。
4.动作展示两次,按检录后的抽签顺序进行。
5.评分标准
(1)动作展示两次,取最好的一次成绩。
(2)机器人离开起点,成功到达终点共计120分。
(十三)虚实机器人总成绩
虚拟机器人成绩*60%+实物机器人成绩*40%
三、“孤胆英雄”(中小学组)
(一)任务目标
机器人从起点出发,沿着黑色线条,到达终点,限时5分钟。
沿途寻找起点、5个5分点、3个10分点,生死转盘、雷区、沼泽(初中、高中项目,小学不用走)、终点,共14个得分点。
这些得分点是现场随机分布,都位于十字交叉点上(注意:
机器人只有完全通过得分点才能获得分数,重复通过同一得分点不重复得分)。
(场地如图1)机器人前进时不得跳过相邻的交叉点,到达斜对角的交叉点,否则就算任务失败,该轮比赛结束。
任务失败时,计时停止,计分结束,原先的得分有效。
(二)比赛相关要求及说明
1.各参赛队使用的比赛机器人的设计与构建,必须是经参赛队员启动后能够自动控制的机器人,禁止使用任何遥控方式操控。
机器人尺寸必须为不大于长宽为20厘米高度为15厘米的立方体。
2.参赛选手必须在1小时内调试好机器。
3.比赛时,机器人在同一地点(终点除外)停止1分钟以上的就算任务失败,原先得分有效,计时停止。
4.比赛分两轮,记最好的一次成绩。
比赛成绩以得分高的为胜;得分相同看时间,用时少的为胜。
5.规则中如有争议,最终解释权归组委会所有。
(三)场地中得分点介绍:
场地中的每个白色的方格子是边长为20厘米的正方形(不包含线条),每条线的宽度为2厘米,颜色为黑色。
见图1。
(场地参考示意图)
起点:
起点是边长46厘米的黑色正方形。
机器人出发前,整个身体必须位于起点黑色区域内。
机器人完全走出起点,位于A线或者B线上,就得到了起点的15分。
机器人不得从起点区域的角部出发。
生死转盘:
该得分点为50分。
生死转盘为一个直径为3厘米的黑色圆点,位于交叉点上。
机器人到达生死转盘后开始原地旋转360度,机器人在原地旋转时不得脱离黑色转盘,脱离该转盘即任务失败。
多转少转不得分。
场中示意图
雷区:
该得分点为50分。
如图2,雷区分布着10颗地雷。
地雷是竖放的5号电池(直径1.5厘米,高度5厘米)。
过雷区时,机器人碰倒2个地雷就算任务失败,碰倒一个地雷不得分。
机器人整体通过雷区才能得分。
图2俯视图
上图中的圆是地雷,地雷圆心与黑线的距离是10厘米。
图中的直线和横线就是场地中的格子线条。
线上的地雷都是位于线的中央。
沼泽:
该得分点为50分。
如图3,是由一段宽度是25厘米的通道。
通道的直线距离是42厘米。
通道用高度45厘米厚2左右厘米的木板组成,两边木板的上方用木条钉好,墙壁上粘满了双面胶。
机器人完全通过沼泽才能得分。
实际场地可能有0.2厘米的误差,以实际提供的场地为准。
图3俯视图
场地中的横线和竖线是场地格子线条,斜线是墙壁。
5分点:
该交叉点旁标着黄色的数字5。
机器人完全通过该点就得到5分。
10分点:
该交叉点旁标着黄色的数字10。
机器人完全通过该点就得到10分。
终点:
终点是边长为46厘米的黑色正方形,机器人不得从终点区域的角部进入,当机器人完全进入终点,并且停止2秒以上时间,就得到终点得50分。
附:
计分表
项目
轮次
起点
5分
10分
生死转盘
雷
区
沼
泽
终
点
用时
合计
第一轮
第二轮
四、“孤岛探索”(中学组)
(一)场地任务及场地要求:
如下图,机器人从起始点出发,经过若干个小岛(小岛数量不超过5个)到达目标区域。
具体详细场地以比赛当天组委会提供的为标准。
1.起点与终点为A4纸大小黑色色块
2.圆形小岛为30厘米左右直径的白色区域,外为约2.5cm宽黑色环形
3.小岛边上(位置不定)会有一长约4-5cm宽2.5cm的长方形,用于引导机器人寻找下一个小岛
4.场地底色为白色,大小为2.5米*3米
5.相邻的2个小岛之间的圆心距离为1.5米至2米左右
6.小岛位置,以比赛当天裁判指定为准
(二)评分标准
1.每搜索一个小岛得20分,到达终点位置得20分,停止再加10分,最终比分按照得分从高到低排名,得分相同则在比较所用时间,时间少则为优。
2.机器人在搜索的几个岛屿中,其中一个岛屿有需要救援的可能性比较大(由裁判事先指定),必须绕该岛屿一圈(若不绕圈则视为任务失败,计分结束),在进入下一岛屿。
3.对于未到达终点的,则看选手的机器人完成到哪一步,分步记录成绩及时间。
机器人重复检测小岛,不另外得分。
五、机器人越野比赛(小学组)
(一)比赛场地
(1)普通轨迹线组成,90度转角和T形轨迹组成。
(2)两个半圆组成。
(3)T形路口和桥洞组成。
(4)一段虚线轨迹组成。
(5)由河流和轨迹组成,河流(三条黑线组成)
(6)由轨迹和弧线组成
可拼装块如下:
(二)比赛场地规格
机器人越野比赛的场地大小为长2.6米、宽2.0米左右,底色为白色;底板上绘有黑色的机器人运行轨迹线,轨迹线由线宽为20mm直线、圆弧转弯线、河流(三条黑线组成),机器人起点为300mm×20mm黑色起跑线,终点为300mm×300mm正方形黑色区域。
可换拼装块比赛现场确定,场地由1、2、3、4条路线,可供选手选择。
(三)赛场环境要求
机器人比赛场地环境为,冷光源,低照度,无磁场干扰。
但由于一般赛场环境的不确定因素很多,参赛队应提前做好抗干扰的各种设计,无论比赛或练习,建议各参赛队设计的机器人,应能够应对场地表面有1-3mm高的轻微起伏。
(四)机器人设计与器材要求:
(1)各参赛队使用的比赛机器人的设计与构建,必须是经参赛队员启动后能够自动控制的机器人,禁止使用任何遥控方式操控。
机器人的构建、设计、制作与编程等工作主要应由参赛队员(学生)完成。
(2)每个参赛队比赛时将使用一个机器人去完成任务,机器人限定使用1个可编程处理器,其它用于结构搭建的材料不限;输入电压不超过12伏;机器人部件之间的衔接可以使用胶水、螺丝钉等材料进行固定。
(3)机器人最大尺寸(包括可伸展部分)长—300mm、宽—300mm、高—300mm。
(4)各代表队须自备电脑,并带齐常用工具、电源接线板、转换插头等。
(五)任务要求:
设计制作一个机器人,比赛开始前,参赛队员将机器人摆放在起跑区。
确定走1、2、3、4路线,确定路线后机器人不可改变路线,比赛开始后,参赛队员启动位于起始区内的机器人起始区出发,沿运行轨迹线前进终点线处,任务结束。
1、2、3、4路线的难度和分值均不同。
(六)具体规则:
1.机器人在起始区摆放的位置,为其身体的任何一部分不得超过起跑线。
2.机器人其身体的任何一部分到达目的地即为到达目标。
3.在运行过程中,一旦机器人所有运行的轮子脱离轨迹线运行,则判为任务失败。
(七)计分方法:
每过第一个拼装块得60分,一个结点得10分,到达终点得10分.重复驶入每个线段或结点为任务失败.
(八)线路建议:
线路1:
线路2:
线路3:
线路4:
注:
以上规则如有变动,以当时的领队教练会议通知为准。
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