機(jī)器人綜合技能比賽主題與規(guī)則

1、第十二屆中國青少年機(jī)器人競賽機(jī)器人綜合技能比賽主題與規(guī)則1 機(jī)器人綜合技能比賽簡介機(jī)器人綜合技能比賽是中國青少年機(jī)器人競賽項目之一。其活動對象為中小學(xué)生，要求參加比賽的代表隊在現(xiàn)場自行拼裝機(jī)器人、編制機(jī)器人運(yùn)行程序、調(diào)試和操作機(jī)器人。參賽的機(jī)器人是程序控制的，可以在賽前公布的競賽場地上，按照本規(guī)則進(jìn)行比賽活動。在中國青少年機(jī)器人競賽中設(shè)置機(jī)器人綜合技能比賽的目的是檢驗青少年對機(jī)器人技術(shù)的理解和掌握程度，激發(fā)我國青少年對機(jī)器人技術(shù)的興趣，培養(yǎng)動手、動腦的能力。2 競賽任務(wù)本屆機(jī)器人綜合技能比賽的主題為“機(jī)器人嘉年華”。比賽中，參賽隊要在三個有不同任務(wù)的場地上運(yùn)行自己的機(jī)器人，機(jī)器人從待命區(qū)出發(fā)，

2、在盡可能短的時間內(nèi)展示自己的各種技能，完成那些任務(wù)，獲取盡可能高的得分。經(jīng)過比賽，學(xué)生們不僅完成自己的比賽機(jī)器人，也提升了對科技和利用科技來積極影響周圍世界的認(rèn)識。3 比賽場地與環(huán)境3.1 場地圖1是比賽場地的示意圖，待命區(qū)的位置只是示意。圖1 比賽場地示意圖3.2 賽場規(guī)格與要求機(jī)器人比賽場地的內(nèi)部尺寸為長3000mm、寬2000mm。用厚1520mm、長500mm、寬500mm的木工板制成的拼裝塊拼接而成。場地四周裝有白色木質(zhì)圍欄，欄高150mm，厚1520mm。場地中央有放置8塊可換拼裝塊的位置?？蓳Q拼裝塊的數(shù)量和具體位置在賽前公布。如果可換拼裝塊不足8塊，由帶黑色十字引導(dǎo)線的固定拼裝塊

3、補(bǔ)足。第4節(jié)中所述的機(jī)器人要完成的任務(wù)一般分布在場地周圍的16塊帶黑色十字引導(dǎo)線的固定拼裝塊中。兩種拼裝塊刷白色亞光漆，用黑色亞光漆畫出寬度為2025mm的引導(dǎo)線（或用黑色膠紙粘貼）。以下凡是涉及黑線的尺寸，均指其中心線。固定拼裝塊上的引導(dǎo)線是連接對邊中點的直線?？蓳Q拼裝塊的圖形在賽前公布。場上有一塊長500mm、寬500mm的錐臺，是機(jī)器人的待命區(qū)，如圖2所示。機(jī)器人要從待命區(qū)啟動，完成任務(wù)后還要回到待命區(qū)。圖2 錐臺尺寸（mm）在黑色引導(dǎo)線的十字或丁字交叉處，可能會出現(xiàn)50mm×50mm的深藍(lán)色轉(zhuǎn)彎標(biāo)志。機(jī)器人在遇到轉(zhuǎn)彎標(biāo)志時的正確動作方式如圖3所示。圖3 轉(zhuǎn)彎標(biāo)志及允許的出路口

4、行駛方向往屆機(jī)器人競賽中所用的部分可換拼裝塊的圖形可能沿用，但也會有一些新的圖形。有些可換拼裝塊上可能有6mm高的突起、坡度約12°的坡道、寬320mm高320mm的涵洞。比賽場地尺寸的允許誤差是±3mm，拼裝塊尺寸的允許誤差是2mm，對此，參賽隊設(shè)計機(jī)器人時必須充分考慮。拼裝的場地盡可能平整，但接縫處可能有2mm的高低差和2mm的間隙。待命區(qū)、轉(zhuǎn)彎標(biāo)志的位置、非十字引導(dǎo)線拼裝塊的圖形以及位置和方向，等等，在賽前準(zhǔn)備時公布。場地一經(jīng)公布，在該組別的整個比賽過程中不再變化。3.3 賽場環(huán)境機(jī)器人比賽場地環(huán)境為冷光源、低照度、無磁場干擾。但由于一般賽場環(huán)境的不確定因素較多，例如

5、，場地表面可能有紋路和不平整，邊框上有裂縫，光照條件有變化等等。參賽隊在設(shè)計機(jī)器人時應(yīng)考慮各種應(yīng)對措施。4 可能的機(jī)器人任務(wù)及得分4.1 多米諾骨牌骨牌為寬25mm、高45mm、厚8mm的木塊，共20張。參賽隊員在每場比賽前的2分鐘準(zhǔn)備時間內(nèi)按照某個拼裝塊上的規(guī)定圖形排列骨牌，骨牌必須排滿該圖形。機(jī)器人只能推倒骨牌中的某一張，使之倒下。其它骨牌應(yīng)逐個受到前一骨牌的沖擊而順序倒下。機(jī)器人推骨牌時不能與該拼裝塊的地面接觸，但可伸入其上方。骨牌排列圖形保證機(jī)器人伸入該拼裝塊不超過100mm就能接觸到一張骨牌。每張倒下的骨牌記4分，全倒加記10分。如果機(jī)器人推動骨牌時與多張骨牌接觸過，這幾張骨牌只當(dāng)作

6、一張骨牌。倒下的骨牌數(shù)只要大于等于10，就是完成了多米諾骨牌任務(wù)。4.2 點球大戰(zhàn)在某個拼裝塊上有一個內(nèi)高80mm、內(nèi)寬140mm、深40mm的黑色球門。在以球門中央為圓心、400 mm為半徑的圓弧上有3個放在小橡皮圓環(huán)上的桔黃色乒乓球。其中一個球正對球門中央，另兩球分居兩邊，與第一個球相距不超過150mm，如圖4所示。機(jī)器人每次只能把1個球踢進(jìn)球門，已經(jīng)離開橡皮圓環(huán)的球不能再踢。圖4 球和球門被踢進(jìn)球門的中間的球記15分，每個被踢進(jìn)球門的兩邊的球記25分，三球全進(jìn)加記15分。進(jìn)球狀態(tài)有裁判員判斷，不需要保持到比賽結(jié)束。只要把2個球踢進(jìn)球門，就完成了點球大戰(zhàn)的任務(wù)。在這種情況下，機(jī)器人可以繼續(xù)

7、踢第三個球，爭取高的得分。4.3 保齡球在某個拼裝塊上有10個排列成正三角形的球瓶。三角形中的球瓶有4行，各行分別有1、2、3、4個球瓶，如圖5所示。機(jī)器人應(yīng)在該拼裝塊之外釋放一個預(yù)裝的小球，用它擊倒球瓶。小球為橡膠彈力球，直徑約為32mm，重約18g。球瓶為硬木或鋁制，尺寸如圖6所示。圖5 球瓶陣圖6 球瓶每個倒下的球瓶記8分，全中加記10分。裁判員記錄倒下的球瓶數(shù)后，參賽隊員可以要求裁判員將所有球瓶移至不妨礙機(jī)器人后續(xù)運(yùn)動的地方。倒下的球瓶數(shù)只要大于等于5，就完成了保齡球任務(wù)。4.4 巧避障礙在某個拼裝塊上有按指定圖形排列的8個直徑12mm、高40mm的圓柱障礙，圓柱的中心距不小于60mm

8、。機(jī)器人應(yīng)在該拼裝塊之外釋放一個預(yù)裝的小球（材質(zhì)、尺寸與4.3中的小球相同），小球必須從這幾個障礙所包含的區(qū)域內(nèi)穿過，但不接觸、移動或推倒障礙物。機(jī)器人釋放的小球從障礙區(qū)域穿過記80分，接觸或移動1個障礙物扣10分，推倒1個障礙物扣20分。機(jī)器人釋放的小球在不推倒任何障礙物的情況下穿越障礙區(qū)域就算完成了巧避障礙的任務(wù)。4.5 摘果子在長400mm、寬50mm、厚18mm的木條上居中固定著4根直徑6mm、高100300mm的低碳鋼棒，代表果樹。相鄰鋼棒的中心距為100mm。有10個直徑30mm、高18mm的腰鼓形圓柱，重約10g，代表“果子”。每個圓柱的軸向鉆有直徑10mm的通孔。10個圓柱分別

9、套在4根鋼棒上，可能會有多種分布方式。木條用雙面膠固定在某一拼裝塊上。機(jī)器人需要到達(dá)木條附近，把果子取下放到自己身上。摘果時掉落在地面的果子不能再取。機(jī)器人摘下果子，且果子與地面沒有接觸，每個記10分，全摘加記10分。機(jī)器人只要摘下5個果子就算完成了摘果子任務(wù)。機(jī)器人也可以繼續(xù)摘果，爭取高的得分。圖 果樹圖 果子4.6 跳街舞4.7 健身長跑4.8 回到待命區(qū)5 機(jī)器人本節(jié)提供設(shè)計和構(gòu)建機(jī)器人的原則和要求。參賽前，所有機(jī)器人必須通過檢查。參加機(jī)器人綜合技能比賽的機(jī)器人限用競賽組委會指定的機(jī)器人套材。只要有可能，也允許套材的混合使用。5.1 每支參賽隊只能使用一臺按程序運(yùn)行的機(jī)器人。5.2 在待

10、命區(qū)內(nèi)，機(jī)器人外形最大尺寸不得超過長300mm、寬300mm、高300mm。在開始比賽后，機(jī)器人可以超出此尺寸限制。5.3 機(jī)器人上必須展示參賽隊編號。在不影響正常比賽的基礎(chǔ)上，機(jī)器人可進(jìn)行個性化的裝飾，以增強(qiáng)其表現(xiàn)力和容易被識別。5.4 每臺機(jī)器人所用的控制器、電機(jī)、傳感器及其它結(jié)構(gòu)件，數(shù)量不限。但機(jī)器人的控制器、電機(jī)、傳感器必須是獨(dú)立的模塊。機(jī)器人的重量不得超過3kg。5.5 機(jī)器人上的所有零部件必須可靠固定，不允許分離或脫落在場地上。5.6 為了安全，機(jī)器人所使用的直流電源電壓不得超過12V。5.7 不允許使用有可能損壞競賽場地的危險元件。5.8 機(jī)器人必須設(shè)計成只用一次操作（如，按一個

11、按鈕或撥一個開關(guān)）就能啟動。5.9 機(jī)器人必須能原地旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的次數(shù)可控。機(jī)器人還應(yīng)在明顯位置裝一個可見光LED（顏色不限），它的開/關(guān)應(yīng)可控。6 比賽6.1 賽制6.2 參賽隊每支參賽隊?wèi)?yīng)由2名學(xué)生和1名教練員（教師或?qū)W生）組成。學(xué)生必須是截止到2012年6月仍然在校的學(xué)生。6.3 比賽過程7 記分7.1 每場比賽結(jié)束后，按賽場上的實際狀態(tài)和完成任務(wù)的情況計分。完成任務(wù)的記分標(biāo)準(zhǔn)見第4節(jié)。7.2 完成任務(wù)的次序不影響單項任務(wù)的得分。7.3 如果比賽結(jié)束的時間不超過150秒，額外加記時間分。時間分為（150結(jié)束比賽實際所用秒數(shù)）。但是，如果比賽結(jié)束時機(jī)器人未完成所有規(guī)定的任務(wù)和回到待命區(qū)的任務(wù)，不記時間分。8 犯規(guī)和取消比賽資格9 獎勵每個組別按總成績排名。如果出現(xiàn)局部并列的排名，按如下順序決定先后： 完成單項任務(wù)總數(shù)多的隊在前； 機(jī)器人重量小的隊在前，或由裁判確定。按照參賽隊成績排名確定獲獎等級，前6名獲一等獎，頒發(fā)金牌和證書，冠軍隊（第一名）頒發(fā)獎杯；其余參賽隊伍（上場參賽并獲成績者）的前40%獲二等獎，頒發(fā)銀牌和證書；后60%獲三等獎，頒發(fā)銅牌和證書。10 其它附錄 記分表第十二屆中國青少年機(jī)器人競賽機(jī)器人綜合技能比賽記分表參賽隊： 組別： 事項分值完成情況得分多米諾骨牌倒下的骨牌4全倒加分10點球大戰(zhàn)中球進(jìn)門15邊球進(jìn)門25全進(jìn)加