人工智能智慧交通活动初中组规则.docx
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人工智能智慧交通活动初中组规则.docx
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人工智能智慧交通活动初中组规则
优创未来——“智慧交通”活动规则
——初中版
一、人工智能知识与技能
“优创未来”初中项目综合三大AI应用:
1.无人驾驶:
通过车载视觉系统感知道路环境,在活动地图上自动规划行车路线并控制车辆到达预定的目的地。
过程中车辆完全自主运行,无人为遥控内容。
2.运动控制:
运动控制是自动化的一个分支,车辆根据车载摄像头获取的场地信息进行决策,自动调整车轮的方向和速率,保证车辆行驶在道路的两条实线之间,遵守交通规则。
3.机器视觉应用:
机器视觉是将大量真实场景转化为图像信号,通过图像处理系统提取图片中的特征,基于特征信息完成模型的训练,在运用中实现特征的准确识别和判断。
使用颜色形状识别技术,通过图像处理系统处理摄像头获得的图像,实现准确地识别道路两侧实线进而分析路况;通过目标追踪技术,控制舵机的转动来转动摄像头,在场地上准确地找到交通标志牌;通过图像识别技术,调用训练好的模型,精准地识别交通标志牌上的图案。
二、主题简介
交通安全是我们日常生活中需要重视的问题,据统计,我国每年交通事故死亡人数已经超过了10万人。
而学生是我们祖国的未来,学生在上下学路途中的交通安全尤为重要。
美国在这个方面的工作值得我们学习,美国校车因为其坚固安全的设计,是全美最安全的车辆。
校车的死亡率是0.2人每一百万英里,而其他汽车的死亡率是1.6人每一百万英里。
与采用其他方式上下学相比,校车的安全系数是其他方式的十倍。
另一方面,如今火热的“无人驾驶技术”也是主打“安全稳定”的特点,因为很多交通事故都是因为驾驶员的疏忽大意,而“无人驾驶”正是避免了这些情况。
那么,“校车”和“无人驾驶”结合起来,是否能进一步保证学生在上下学时候的安全性呢?
今天的项目中,我们将使用人工智能技术,模拟“无人驾驶校车”送学生回家。
“校车”需要在规定的时间内抵达指定停车点,在行驶过程中,要注意安全,不能违反交通规则。
三、活动场地说明
1.场地尺寸:
长260cm,宽150cm。
2.场地材质:
PP裱地板膜。
3.起始点:
学校。
4.场地说明:
场地上印有实线的道路线,宽20cm。
相关任务点处会印有蓝色停车线(长20cm,宽5cm),并放置中间贴有交通指示牌(8cm*8cm)的支架(高28cm),支架用魔术贴附着在道路两侧(上图“X”标记处),如下图所示。
校车从“学校”区域出发,沿着道路前进,需要将学生送至地图上的“学生下车点”处,场上共A,B,C,D四处“学生下车点”。
5.场地环境:
活动场地环境为冷光源、低照度、无磁场干扰。
但赛场环境由于不确定因素较多,例如,场地表面可能有纹路或不平整,队伍在设计校车时应考虑各种应对措施。
四、活动规则
1.活动任务
(1)任务说明:
每一轮活动时长为3分钟,要求校车在规定时间内完成送多位学生回家的任务,并在行驶过程当中需要根据实际情况(道路指示牌、路况)做出反应,遵守交通规则。
在活动过程中,学生除了要掌握调用人工智能模块来让校车更好地适应场地环境,还要考虑面对复杂的路径时,如何在遵守交通规则的前提下,找到最短的路径,取得最好的成绩。
地图上共有4个“学生下车点”,A点和B点距离学校较近,C点和D点距离学校较远,每轮活动开始之前抽签选定本轮活动要前往的2个点位(A,B中取一个,C,D中取一个)。
各个任务点的交通标志不在调试时公布,活动正式进行时再进行公布。
活动过程中,校车需要开至指定的“学生下车点”,放学生下车,在行驶过程中,看见“停车线”的话,需要在停车线完成交通标志牌指定的动作。
校车只可从贴有交通标志牌的方向通过停车线。
校车行驶过程中不可回到学校。
(2)交通指示牌说明
红灯:
车辆需在停车线之前停止至少5秒。
绿灯:
车辆可直接通行。
右转:
车辆在此路口仅可右转,且要在停车线之前打开右转向灯,直到车身全部通过停车线以后才可关闭。
左转:
车辆在此路口仅可左转,且要在停车线之前打开左转向灯,直到车身全部通过停车线以后才可关闭。
禁止长时间停车:
车辆不可在停车线之前停车超过3秒。
鸣笛:
车辆在停车线之前需鸣笛至少1秒。
注意儿童:
车辆需在停车线之前停止,然后开启双闪灯,闪光至少三次(一明一暗为一闪)。
进入隧道:
车辆在停车线之前需开启两个原本关闭的车灯,直到车身全部通过停车线以后才可关闭。
(3)现场任务
比赛现场,在调试之前将会公布一个现场任务,任务内容示例:
带领下错车的学生至正确点位;清理妨碍学生下车的杂物;为中途的校车加油;及时送身体不适的学生至医院;下车点车流密集,向后车展示让行标志。
现场任务分值为30。
具体现场任务比赛之前公布,模型不定。
2.单轮得分说明
(1)在规定时间内,校车需要完成接送任务,校车停止后,车体垂直投影需完全进入“学生下车点”框内才可得分,完成A点或B点,得80分;完成C点或D点,得100分。
(2)每轮活动中,每队有三次启动机会。
如果启动后车辆出现故障或未完整完成任务,学生可以用手将校车拿回对应起点重启,裁判记录一次“重启”,重启期间计时不停止,也不重新开始计时。
(3)操作加分:
每轮活动中,每个队伍最多有三次启动机会,一次启动记录记20分;两次启动记录记10分;三次启动记录记0分。
(4)本轮成绩=(三次启动过程中较高的任务得分,包含现场任务分)-(三次启动中所有罚分)+(操作加分)
3.犯规说明
(1)校车在行驶过程中,如果没有按照交通标志牌做出指定动作,则判为违反交通规则,每次扣10分。
(2)校车行驶过程中,如果没有从贴有交通标志牌的方向经过停车线,或者在出发后再次经过学校,则判为违反交通规则,每次扣10分。
(3)校车在行驶过程中,如果车辆运行轨迹与道路相符,但有一轮压到道路两边实线,则每压到一次扣10分,扣分上限30分。
(4)校车如果直接冲出道路范围(所有车轮都离开道路范围),则丧失此次启动机会,拿回学校进行“重启”。
(5)校车如果在运行过程中损坏场地设施或伤害他人,本轮立即结束,没有重启机会。
4.器材要求
参赛前,所有校车必须通过检查。
对不符合要求的校车,需要按照本规则要求修改,如果校车仍然不符合要求,将被取消资格。
(1)尺寸:
校车在起始位置的最大尺寸投影不超过25cm×20cm×25cm(长×宽×高)。
(2)控制器:
为了保证比赛的公平性,控制器要求必须采用开源硬件,单轮活动中,不允许更换控制器。
每台校车只允许使用一个控制器。
(3)执行器:
校车限制使用的驱动只能是电机或者舵机,两者仅限总线式的控制方式。
(4)传感器:
每台校车需要使用视觉模块来侦测道路和识别交通标志牌,其他传感器的使用个数不限。
(5)结构:
校车必须使用塑料材质的拼插式结构,不得使用扎带、螺钉、铆钉、胶水、胶带等辅助连接材料。
(6)程序:
为了鼓励学生自主编程及真实考察学生的编程水平,学生不得使用遥控调试并记录数据的方式完成编程。
五、活动过程
1.报名条件
(1)每支队伍应由2名学生组成。
(2)学生应以积极的心态面对和自主地处理在活动中遇到的所有问题,自尊、自重、友善地对待和尊重队友、对手、志愿者、裁判员和所有为活动付出辛劳的人,努力把自己培养成为有健全人格和健康心理的人。
2.轮次
活动共进行2轮。
每轮均有一次调试准备时间和活动机会,调试准备时间2小时,活动时间为180秒(3分钟)。
活动开始计时和结束计时均以裁判哨声为准。
队员在两轮活动之间可以调整校车和程序。
3.入场检录
学生禁止携带U盘、手机等任何具有存储功能的设备进入场地。
学生只能携带清空程序及所有参数的校车和电脑进入活动场地,并交裁判检查程序是否清空;未清空的,将由裁判负责清空,并做上标记。
4.抽签与准备
学生进入准备区后,裁判进行抽签,确定本次任务的两个目的地,本场队伍目的地相同。
调整结构与编程调试在准备区进行,测试程序时可使用准备区中的调试图纸。
学生经检录后方能进入准备区。
裁判有权对学生携带的器材进行检查,所用器材必须符合组委会相关规定与要求。
准备过程中,选手在准备区禁止上网和下载任何程序,禁止使用照相机等设备拍摄活动场地,禁止以任何方式与指导老师或家长联系。
学生禁止携带组委会明令禁止使用的通信器材进场。
进入赛场后,学生必须有秩序、有条理地调试校车,禁止通过任何方式接受指导老师的指导。
不遵守秩序的队伍将受到警告或被取消参赛资格。
准备时间结束前,各队伍应把校车排列在准备区的指定位置,然后封场。
5.候赛
准备上场时,学生领取自己的校车,在志愿者带领下进入活动区。
在规定时间内未到场的队伍将被视为弃权。
学生将自己的校车放入启动区。
到场的学生应抓紧时间做好校车启动前的准备工作。
完成准备工作后,学生应向裁判示意。
6.活动过程
裁判确认队伍已准备好以后,将发出“3、2、1,开始”的倒计时启动口令。
随着倒计时开始,学生可以慢慢靠近校车,听到“开始”命令的第一个字起,学生可以触碰按钮或者给传感器一个信号去启动校车。
在裁判发出“开始”命令前启动校车将被视为“误启动”并受到警告或处罚(计一次重启)。
校车一旦启动,就只能受校车自带的程序控制。
学生不得接触校车(重启的情况除外)。
7.活动结束
队伍在完成一些任务后,如不准备继续或完成所有任务后,应向裁判示意,裁判据此停止计时,作为此轮用时予以记录,结束活动;否则,等待裁判的终场哨音,吹响终场哨音后,学生应立即关断校车的电源,不得再与场上任何物品接触。
裁判应该如实填写记分表并告知学生任务完成情况,并由学生签字确认。
六、评比结果
1.最终成绩
每轮活动结束后,按实际情况计算本轮得分。
两轮活动结束后,将两轮活动中的得分相加,作为最终成绩。
每个组按总成绩排名,最终得分高的排名靠前。
如果出现得分相同的情况,按如下顺序决定先后:
(1)用时最少的排名在前;
(2)重启次数少的排名在前;(3)校车重量轻的排名在前,或由裁判确定。
分数最低为0分,不能为负分。
2.取消活动资格
(1)如果超过5分钟仍未到场,该队将被取消活动资格。
(2)不听从裁判的指示将被取消活动资格。
(3)学生在未经裁判允许的情况下私自与指导老师或家长联系,将被取消活动资格。
七、附件
优创未来---初中组记分表
参赛队:
轮次:
任务
描述
分值
备注
得分
任务1
车体垂直投影完全进入点位(A\B)
80
车体垂直投影部分进入点位(A\B)
40
任务2
车体垂直投影完全进入点位(C\D)
100
车体垂直投影部分进入点位(C\D)
50
现场任务
以现场发布为准
30
罚分1
车轮压道路边线(罚分上限30分)
-10/次
罚分2
没有根据交通标志牌做出指定动作
-10/次
罚分3
出发后反向经过停车线或再次经过学校(罚分上限30分)
-10/次
操作加分
每轮有3次启动机会,只有一次启动记20分,有两次启动记10分,有三次启动记0分。
20
总分
单轮用时
关于取消比赛资格的记录:
裁判员:
_____________记分员:
____________
参赛学生:
_____________
裁判长:
_____________数据录入:
____________
- 配套讲稿:
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