“無人駕駛技能信號燈”PPT課件

1、第第2020屆中國青少年機(jī)器人屆中國青少年機(jī)器人( (寧夏賽區(qū)寧夏賽區(qū))虛擬機(jī)器人賽項(xiàng)虛擬機(jī)器人賽項(xiàng)“無人駕駛技能（信號燈）”人工智能正以潤雨無聲的方式改變世界-張翔規(guī)則解讀解決方案分析競賽平臺簡介項(xiàng)目介紹訓(xùn)練流程（智慧云校附件）綻放每個(gè)孩子的創(chuàng)造力綻放每個(gè)孩子的創(chuàng)造力Content【正年少 - 使勁造】IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽無人駕駛從20世紀(jì)70年代開始，美國、英國、德國等發(fā)達(dá)國家開始進(jìn)行無人駕駛汽車的研究，在可行性和實(shí)用化方面都取得了突破性的進(jìn)展。世界上最先進(jìn)的無人駕駛汽車已經(jīng)測試行駛近五十萬公里，其中最后八萬公里是在沒

2、有任何人為安全干預(yù)措施下完成的無人駕駛技術(shù)一項(xiàng)改變未來人類生活方式的革命性技術(shù)，是人工智能機(jī)器人技術(shù)高度發(fā)展的載體呈現(xiàn)IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽無人駕駛（信號燈版）IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽規(guī)則解讀（詳情看規(guī)則文本）1句話解讀在一個(gè)模擬城市情境中，設(shè)計(jì)一個(gè)無人駕駛機(jī)器，從起點(diǎn)到終點(diǎn)3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)一、道路有各種交通元素，如十字路口、車輛、信號燈、拱形坡路、路面干擾物、路口隔離欄桿二、部分交通元素可能產(chǎn)生變化。如:起點(diǎn)終點(diǎn)/車輛數(shù)量和位置/信號燈的位置/拱形坡路數(shù)量和位置

3、三、開放性可自由規(guī)劃路線、自由選擇拓展任務(wù) IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽規(guī)則解讀計(jì)分方法得分項(xiàng)分值得分說明基礎(chǔ)分100分機(jī)器人在任務(wù)限時(shí)內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)附加分交通信號燈20分/處在部分道路交叉路口，可能會建有路口信號指示燈， 機(jī)器人在計(jì)劃通過此類路口前，須判別當(dāng)前路口信號燈狀態(tài)，如遇指示為紅燈則不得進(jìn)入路口區(qū)域，等待紅燈熄滅后可再行通過路口，每 正確通過一個(gè)信號燈控制路口可獲得本任務(wù)附加分，再次通過此路口時(shí)不再得分。注：紅燈會發(fā)射可見光，可用光線傳感器檢測。安全會車5分/處在道路上會出現(xiàn)正在道路上行駛或臨時(shí)?？康能囕v，機(jī)器人通過該路段時(shí)

4、未接觸到該車輛并安全交會后，可獲安全會車得分。飛車10分/處在道路中有明顯標(biāo)記的帶坡路段，機(jī)器人經(jīng)過此路段時(shí)，能整體騰飛并在空中滑行超過2米并駛出此路段后，可獲得飛車得分。飛車距離從機(jī)器人整體離開路面時(shí)為起點(diǎn)，機(jī)器人任何一部分再次接觸路面時(shí)為終點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。時(shí)間獎(jiǎng)勵(lì)分（任務(wù)限時(shí) 任務(wù)耗時(shí)）（單位秒）1分機(jī)器人在任務(wù)限時(shí)內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)可獲得時(shí)間獎(jiǎng)勵(lì)分 (一) 任務(wù)中止任務(wù)完成過程中發(fā)生以下情況，將導(dǎo)致當(dāng)次任務(wù)的終止：1.超過任務(wù)限時(shí)；2.機(jī)器人脫離道路；3.機(jī)器人闖紅燈；4.任務(wù)過程中機(jī)器人尺寸超出限制；5.選手手動結(jié)束任務(wù)；任務(wù)中止后，選手可選擇是否提交當(dāng)次任務(wù)的成績。(二) 任務(wù)相關(guān)時(shí)間1.時(shí)長

5、：指活動的整個(gè)過程的時(shí)長，選手需在此時(shí)長內(nèi)完成搭建機(jī)器人、編寫程序及完成任務(wù)等所有操作。本次各組別活動時(shí)長為120分鐘。2.任務(wù)限時(shí)：指機(jī)器人從起點(diǎn)出發(fā)到達(dá)終點(diǎn)可用的最長時(shí)間，各組別的任務(wù)限時(shí)分別如下：小學(xué)組：160秒；初中組：140秒；高中組：120秒。3.任務(wù)耗時(shí)：指機(jī)器人從起點(diǎn)出發(fā)到達(dá)終點(diǎn)實(shí)際所用的時(shí)間。三、成績(一) 成績提交次數(shù)各組別選手的成績提交次數(shù)為5次，任務(wù)完成或任務(wù)中止后均可提交成績。(二) 成績與排名選手的成績是所有提交的成績中的最好成績。排名以最好成績?yōu)橐罁?jù)，當(dāng)2個(gè)以上選手的最好成績相同時(shí)，比較第2高的成績，第2 高的成績更好的選手排名靠前，依此類推。當(dāng)5次成績都相同時(shí)，

6、通過抽簽決定最終名次。四、注意事項(xiàng)如計(jì)算機(jī)及活動平臺中途出現(xiàn)故障（網(wǎng)絡(luò)中斷或死機(jī)等），選手可重新啟動計(jì)算機(jī)或更換電腦后繼續(xù)比賽，之前的信息（機(jī)器人、控制程序和已提交過的成績）將做一定時(shí)間內(nèi)的保留，如果裁判認(rèn)定某一隊(duì)故意利用本規(guī)則獲利，該隊(duì)將受到警告，嚴(yán)重者將取消其資格。機(jī)器人在完成任務(wù)的運(yùn)行過程中，不得以任何方式人工介入輔助運(yùn)行，違規(guī)將取消成績。IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽競賽平臺簡介IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案走中間基礎(chǔ)算法走中間算法設(shè)計(jì)成因在通過分析路面，

7、發(fā)現(xiàn)所有賽道兩側(cè)都有欄桿，因此可推斷出一種算法：使用檢測距離的傳感器（距離傳感器）：機(jī)器人離左邊欄桿近右轉(zhuǎn)；機(jī)器人離右邊欄桿近左轉(zhuǎn)；機(jī)器人在路中間直行IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案走中間機(jī)器人設(shè)計(jì)傳感器安裝注意事項(xiàng)距離傳感器斜向前的目的是提前發(fā)現(xiàn)前方彎道，提前轉(zhuǎn)向，避免速度較快機(jī)器人慣性較大時(shí)出現(xiàn)來不及轉(zhuǎn)彎的情況。兩個(gè)距離傳感器實(shí)現(xiàn)走中間IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案走中間算法設(shè)計(jì)技巧*可以參照樣例方案理解機(jī)器人在道路正中間時(shí)，左右距離傳感器返回值相等，假

8、如都為A。當(dāng)機(jī)器人往右偏離中線一個(gè)安裝單位，左右距離差值為（A+10）-（A-10）=20兩個(gè)安裝單位時(shí)差值為：40；依此類推。注：整個(gè)機(jī)器人的寬度估算大約在10個(gè)安裝單位左右當(dāng)左右距離傳感器差值為100時(shí)，說明機(jī)器人偏離賽道中間半個(gè)車身（5個(gè)安裝單位），我們可以認(rèn)為此時(shí)偏離的幅度較大；當(dāng)左右距離傳感器差值為50時(shí)，說明機(jī)器人偏離賽道中間四分之一個(gè)車身，我們可以認(rèn)為是偏離的幅度較小。IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案走中間算法樣例說明分級別判斷機(jī)器人偏離道路中間的位置重點(diǎn)理解：偏離小，轉(zhuǎn)向幅度小；偏離大，轉(zhuǎn)向幅度大，三種狀態(tài)：A

9、：左邊距離傳感器返回值如果比右邊的大，說明機(jī)器人離左邊欄桿較遠(yuǎn)左轉(zhuǎn)，電機(jī)參數(shù)同為正向左慢右快，根據(jù)偏離幅度，調(diào)整電機(jī)參數(shù)。如偏離100，左15 右35；如偏離50，左25右35；B：右邊距離傳感器返回值如果比左邊的大，說明機(jī)器人離右邊欄桿較遠(yuǎn)右轉(zhuǎn)，電機(jī)參數(shù)同為正向左快右慢，根據(jù)偏離幅度，調(diào)整電機(jī)參數(shù)。如偏離100，左35 右15；如偏離80，左35右25；C: 兩邊距離傳感器的返回值如果在80之內(nèi)，說明機(jī)器人在兩邊欄桿之中（路中間）直行.左右電機(jī)參數(shù)同為35。注：左右電機(jī)速度參數(shù)差值越大，機(jī)器人轉(zhuǎn)向半徑越小IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技

10、能賽解決方案飛車算法飛車算法分析競賽場景中飛車路段，機(jī)器人在較快速度通過時(shí)會凌空而起，從而完成飛車獲取飛車技能得分。仔細(xì)觀察仔細(xì)觀察飛車路段飛車路段路面，會發(fā)現(xiàn)飛車路面的顏色明顯較深路面，會發(fā)現(xiàn)飛車路面的顏色明顯較深因此，可以用檢測顏色變化的灰度傳感器來區(qū)分飛車路段。其次我們怎么知道路面有凸起呢？離凸起路面多遠(yuǎn)才加速呢？因此我們可以采用距離傳感器和灰度傳感器同時(shí)檢測距離傳感器和灰度傳感器同時(shí)檢測為是否飛車的判斷依據(jù)，然后利用海拔高度傳感器來讓機(jī)器人完成飛車IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案飛車算法飛車算法設(shè)計(jì)設(shè)置條件：if（海拔

11、高度=27 且 中間距離傳感器 500 且 灰度傳感器 = 48）機(jī)器人可以開始加速了。條件中的距離值可以根據(jù)機(jī)器人速度進(jìn)行修改，海拔值根據(jù)機(jī)器人高度進(jìn)行修改，灰度值為唯一的，不可修改。飛車的條件利用海拔高度判斷，讓機(jī)器人落地利用海拔高度判斷，先讓機(jī)器人爬上坡IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案飛車機(jī)器人設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)灰度傳感器不要裝在正中間，避免測到路中間的黃線，達(dá)不到飛車條件，而導(dǎo)致不會飛車。中間距離傳感器、底下灰度傳感器（二選一）、海拔高度傳感器實(shí)現(xiàn)飛車IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案紅燈停算法算法設(shè)計(jì)分析紅燈會發(fā)射可見光，因此可以利用光線傳感器來檢測，并設(shè)計(jì)紅燈停算法。添加兩個(gè)光線傳感器返回值越大離紅燈越近檢測到紅燈機(jī)器人停下避讓IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案地面干擾物處理設(shè)計(jì)要點(diǎn)利用合理的物理結(jié)構(gòu)處理路面障礙物，最大限度避免干擾正常的運(yùn)行狀態(tài)注意結(jié)構(gòu)的高低，太高達(dá)不到目的；太低有可能輪子不著地輔助結(jié)構(gòu)，清理地面干擾物IROBOTQ Network第二十屆全國青少年機(jī)器人競賽（寧夏賽區(qū)）教師培訓(xùn)無人駕駛技能賽解決方案完整算法流程，so eas