廣東省青少年機器人競賽

廣東省青少年機器人競賽小學組現場拼裝挑戰(zhàn)賽規(guī)則-初稿1賽事簡介機器人現場拼裝挑戰(zhàn)賽已經成為青少年機器人競賽最為亮眼的內容之一。其活動對象為青少年學生，要求參加比賽的代表隊在比賽現場自行制作機器人、編寫程序并進行調試，在比賽場地上按照規(guī)則要求進行比賽。以激發(fā)青少年對機器人技術的興趣和愛好，培養(yǎng)其動手、動腦的能力。2競賽主題本屆比賽主題為“奪寶奇兵”。廣東省機器人競賽自選項目-現場拼裝挑戰(zhàn)賽已成功舉辦5年之久，自創(chuàng)辦至今，已有近3000名參賽選手參與，覆蓋全省21個地級市，取得了非常大的成功。5年來，參賽學員的機器人硬件編程能力不斷提高，單純的硬件編程比拼越來越難以作為考核參賽隊員綜合素質能力的評判標準?，F如今國際社會競爭愈演愈烈，改革開放以來，短短幾十年時間，中國一躍成為世界第二大經濟體，幾十年跌宕起伏，離不開在每一次激烈競爭當中英勇斡旋，最終脫穎而出。因而走在科技創(chuàng)新道路上的我們，需要強調競爭意識，亦要注重合作精神，本屆名為“奪寶奇兵”的競賽主題，將會以競技對抗形式呈現給廣大參賽人員，同時引入人工智能元素（圖像識別、追蹤）。機器人競技對抗是利用機器人硬件進行的人與人之間的智力對抗運動?？梢藻憻捄吞岣邊⑴c者的思維能力、反應能力、心眼四肢協(xié)調能力和意志力，培養(yǎng)團隊精神。3比賽場地與環(huán)境3.1場地 機器人比賽場地如圖13.2賽場規(guī)格與要求3.2.1機器人比賽場地的外尺寸為長3000mm、寬3000mm。場地上繪有寬度為20mm～25mm的黑色引導線。比賽場地為噴繪的燈箱布。場地中央長2600mm×寬2600mm區(qū)域為機器人活動區(qū)域。3.2.2在比賽場地上有2個長300mm×寬250mm的紅色虛線框啟動區(qū)域，有2個長300mm×寬250mm的藍色虛線框啟動區(qū)域。每個啟動區(qū)對角延伸一條約83cm長的黑色引導線指向中心，場地中心有400mm×400mm方框，場地分布有12個直徑50mm的圓。3.2.3如圖1，機器人活動區(qū)域四周有厚度為50mm、高度為100mm的泡沫固定，4條邊中間有300mm豁口為資源收納區(qū)，豁口處粘貼一根長300mm×寬10mm×高20mm的圍欄。3.2.4如圖1，布置場地時上方會放置300mm×寬300mm×高50mm的收納框，分為“紅方收納區(qū)”、“藍方收納區(qū)”（以紅藍色標表示各自區(qū)域，并在圍墻內壁貼上圖案標識紅藍區(qū)）。3.2.5“資源”模型有三種，分別為直徑為40mm的紅色圓球代表“紅寶石”模型、直徑為40mm的藍色圓球代表“藍寶石”模型、直徑為40mm的綠色圓球代表“綠寶石”模型。3.3賽場環(huán)境機器人比賽場地環(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，場地表面不平整，光照條件有變化等等。參賽隊在設計機器人時應考慮各種應對措施。4任務說明活動任務分為機器人拼裝和機器人競技兩大部分。4.1機器人拼裝選手在搭建區(qū)按照活動任務和要求，在60分鐘內完成機器人的拼裝和調試。拼裝調試時間結束后，將機器人放置在裁判指定的地方封存，直至第一輪活動前，選手不得觸碰和調整機器人。4.2機器人競技4.2.1 在搭建開始前取12個綠色球體放置于場上分布的12個“放置球圓圈”內，手動置球框內按照4個綠色、20個紅色、40個藍色的數量擺放。4.2.2競技分自動階段及手動階段，所有階段皆不停表，1分鐘自動階段中，機器人再無傳統(tǒng)的出線出界等判罰，機器人需通過選手編寫的程序，只用一次操作（如，按一個按鈕或撥一個開關）啟動且不得使用遙控器，去抓取綠色球體，放置于收納區(qū)內，期間“中心區(qū)方框”不放置球體，一分鐘結束后，參賽選手需停止機器，計算兩隊各自收納區(qū)內藍色球體數量，予以相應加分。4.2.3自動階段只允許一臺機器人上場，不得停在對方收納區(qū)前阻擋對方放置球體超過5秒，第一次違規(guī)警告一次，第二次違規(guī)扣20分處理，如出現此種情況，裁判做出判定后，選手將機器人移到場邊，等待自動階段結束。自動階段結束后，裁判計算一次自動階段得分。4.2.4 1分鐘自動階段結束后，選手有30秒改裝結構及切換手自動模式時間，此時需要選手自行入場拿回機器人，同時裁判員會在“中心區(qū)方框”放置內徑400mmX400mm的框，放入剩余64個球體及場上未置入自動收納區(qū)的球體（包括在場上的、車上的、出界的、錯誤置于手動收納區(qū)的），隨機搖晃框體隨后對正位置（內框對正方形黑線），取出框體（此時球體擺放狀態(tài)應為無規(guī)則擺放狀態(tài)）。選手改裝可以理解為增加結構件，減少結構件，但不得超出本文第5.2條機器人設計要求規(guī)定范圍。4.2.5手動階段可以上場兩臺機器，不得停在對方收納區(qū)前阻擋對方放置球體超過5秒，第一次違規(guī)警告一次，第二次違規(guī)扣10分處理，延后再犯每次扣10分。4.1.4 30秒改裝時間結束后，裁判即刻宣布開始手動競技，所有階段皆不停表，自動階段結束后，選手需立刻取出場內機器。30秒改裝時間結束后，即為手動階段開始，選手需使用遙控器遙控機器進行競賽，先準備好的選手可立刻入場，于出發(fā)區(qū)出發(fā)，抓取標的球體（所有球體皆有得分）放置于手動收納區(qū)內，期間機器人允許沖撞，對抗。因對抗導致不能正常行動（卡住，翻車、翻出墻外）的機器人，選手可單方面向裁判請示，獲準后可將機器人拿出場外維修（不設時限）或放回己方出發(fā)區(qū)繼續(xù)比賽。1分30秒裁判宣布手動階段結束，此時參賽選手需要立即停止機器行動，并放下手上的遙控器到最近的桌面或地面上，然后裁判開始計算手動階段得分，如果手動階段宣布結束后，機器沒有停止行動，并且因此完成額外得分球，則該得分無效并且倒扣相應得分。手動階段結束后，裁判計算階段得分（包括自動階段的綠色球體，重復計算多一次分值）例：自動階段時候本方收納區(qū)獲取了3個綠色球體，記10分一個，手動階段時，再一次計算這個3個綠色球體的得分，記10分一個。4.1.5 各階段判罰：手動階段中，因選手進場拿機器，導致的三種情況：①破壞場地組成道具，破壞場地內球體分布的，如不影響對手即將拿到 的球，可以作警告處理，警告2次扣10分，延后再犯每次扣10分， 如果影響到選手即將拿到的球，視該球體分值做相等分值的扣分處 理。②故意破壞對方機器人、遮擋收納區(qū)阻擋對方得分，取消該場比賽成績，判輸，淘汰賽直接淘汰。③導致己方收納區(qū)內球體數量增加的，比賽結算時，己方扣除相等 分數外，對方增加相等分數。④無論自動或者手動階段，不得將對方收納區(qū)的球體移出收納區(qū)外，否則判負。⑤放球進收納區(qū)時，車體傳動輪子不得越過收納筐，違反一次警告，二次扣10分，延后再犯每次扣10分，機器人需自行退出去，如導致卡住不能移動的，取回出發(fā)區(qū)重新出發(fā)。5機器人5.1搭建器材要求活動要求選手自行設計和構建機器人，所需材料均不限品牌廠家，不限數量品種。避免出現無限增加電機重量、扭矩、電壓等導致競技環(huán)境惡化，僅限塑膠外殼的電機（用于驅動機器人的動力電機重量不得超過60克）、塑膠類拼插積木，不可使用3D打印件，不得使用其他可能損壞對方機器人和活動場地的危險元件?；顒悠鞑闹胁荒芎姓f明書、裝配圖、通訊設備等違規(guī)物品。活動前，選手自備的器材中，除電機、電池盒、傳感器、遙控器、攝像頭之外，其他器材必須是獨立的散件，不得提前組裝或使用商用完整套件。所有零件不得以螺絲、焊接的方式組成部件，不允許使用膠水，允許使用扎帶。結構件為獨立的長方體（含曲軸狀）、圓柱體（含齒輪狀、錐狀）、正方體、帶狀體、異型體等。報名參賽者，視為默認組委會擁有本規(guī)則的最終解釋權。5.2機器人設計要求項目要求數量每支隊伍只允許使用2臺機器人（自動階段選其中一臺）。規(guī)格（總重量U18組不超2.0kg，U12組不超250mm×300mm×高300mm傳感器數量不超過8個，均為獨立單個傳感器，不可使用如復眼等集成類傳感器。攝像頭數量不得超過1個，且如攝像頭自帶的電機，亦算作1個電機數量。電機比賽只允許使用直流電機，且電機總數量不超過4個，用于驅動機器人的動力電機重量不超過60克。電池每臺機器人輸入額定電壓不得超過9伏，不可有升壓電路。選手須使用安全可靠電池，主辦單位有權要求選手更換被認為不安全或有安全隱患的電池。其他機器人檢錄選手第一輪進場競技前，機器人必須散件入場，并通過全面檢查，以確保符合相關規(guī)定。選手應對不符合規(guī)定的地方進行修整改進，方可參加競技。6比賽6.1賽制分為小組賽和決賽。參加隊伍采取現場抽簽方式確定分組，每組3-5支隊伍組成。抽簽中出現同一學?；驒C構隊伍在同組的，須重新抽簽。內容小組賽決賽賽制小組循環(huán)淘汰賽時3分鐘常規(guī)時間、不加時。3分鐘常規(guī)時間，遇平局計算方此前所參與的比賽自動階段總得分，得分高者勝出，再平計算當場比賽場內機器人隊伍總重量對比，總重量輕的隊伍勝出，精確到0.1克。勝方記3分，平局記1分，負方記0分勝方進入下一輪，負方淘汰。小組賽結束后，根據參加隊數量確定各組的第1名或者前2名進入決賽，決賽采用對陣式淘汰。原則上，總隊數40支或以下，小組賽分為8組，選取各組前2名進入決賽；超過40支的，分為16組，選取各組第1名進入決賽。小組賽結束后，判斷入圍決賽的，按照如下順序確定26.2比賽場地小學組：場內有黑色輔助直線。初中組：場內有黑色輔助曲線（20-25mm寬度虛線）。高中組：場內無黑色輔助線。6.3參賽隊6.3.1“奪寶奇兵”機器人現場挑戰(zhàn)賽為小學、初中、高中比賽項目。6.3.2每個隊伍2名學生和1名教練員。學生必須是截止到2021年6月仍然在校的學生。每個隊伍需2臺機器人，攻防策略自定。6.4比賽過程6.4.1提供參賽機器人的編程軟件參賽隊伍在報名后，要將參賽機器人所使用的軟件發(fā)給比賽組委會。對于不按照要求提供軟件的，比賽時所延誤的時間由參賽隊伍自行承擔。6.4.2搭建機器人與編程搭建機器人與編程只能在準備區(qū)進行。參賽隊的學生隊員檢錄后方能進入準備區(qū)。裁判員對參賽隊攜帶的器材進行檢查，所有器材必須是獨立的散件，除控制器、電機、傳感器、攝像頭等可維持出廠時的狀態(tài)外，其它所有零件不得以焊接、鉚接、螺絲等方式組成部件。結構件為獨立的長方體（含曲軸狀）、圓柱體（含齒輪狀、錐狀）、正方體、帶狀體、異型體等，隊員不得攜帶U盤、光盤、手機、相機等存儲和通信器材。參賽隊伍自己攜帶程序下載線和機器人電池，組委會不予提供下載線和機器人電池。裁判將會對參賽隊伍攜帶的機器人控制器內程序清零。在參加常規(guī)賽之前，參賽隊在準備區(qū)有90分鐘的搭建機器人、編寫及調試程序的時間。6.4.3賽前準備準備上場時，隊員拿取自己的機器人，在裁判員或者工作人員的帶領下進入比賽區(qū)。在規(guī)定時間內未到場的參賽隊將被視為棄權。只有2名學生隊員可以上場，站立在待命區(qū)附近。隊員將自己的機器人放入啟動區(qū)。機器人的任何部分及其在地面的投影不能超出啟動區(qū)。6.4.4啟動裁判員確認參賽隊已準備好后，將發(fā)出“5，4，3，2，1，開始”的倒計數啟動口令。隨著倒計數的開始，隊員可以用一只手慢慢靠近機器人，聽到“開始”命令的第一個字，隊員可以觸碰一個按鈕或給傳感器一個信號去啟動機器人。機器人一旦啟動，就只能受自帶的控制器中的程序控制。隊員不得接觸機器人（重試的情況除外）。啟動后的機器人不得故意分離出部件或把機械零件掉在場上。偶然脫落的機器人零部件，由裁判員隨時清出場地。為了策略的需要而分離部件是犯規(guī)行為。啟動后的機器人如因速度過快或程序錯誤完全越出場地邊界，或將所攜帶的物品拋出場地，該機器人和物品不得再回到場上。6.4.5重試機器人在運行中如果出現故障，參賽隊員可以向裁判員申請重試。裁判員同意重試后，場地狀態(tài)保持不變，隊員可將機器人搬回啟動區(qū)，重新啟動。6.4.6比賽結束每場比賽的規(guī)定時間為180秒鐘。參賽隊在完成一些任務后，如不準備繼續(xù)比賽，應向裁判員示意，裁判員據此停止計時，結束比賽；否則，等待裁判員的終場哨音。裁判員吹響終場哨音后，參賽隊員除應立即關斷機器人的電源外，不得與場上的機器人或任何物品接觸。裁判員記錄場上狀態(tài)，填寫記分表。參賽隊員應確認自己的得分，并立即將自己的機器人搬回準備區(qū)。7記分自動階段結束時，記分員只記錄雙方自動收納區(qū)內球體數量，予以加分，標的球體（第一次被抽取的顏色球體）數量，1個球體記10分。比賽結束時，記分員只記錄雙方手動收納區(qū)內球體數量，第一次被抽取的標的球體數量，1個記10分，第二次被抽取的球體數量，一個記7分，剩余一種球體數量，1個記5分。8犯規(guī)和取消比賽資格8.1每支隊伍每輪競技允許第1次機器人“早啟動”，第2次再犯如是小組賽，該輪成績?yōu)?分，決賽則直接淘汰。8.2比賽開始后，選手如有未經裁判允許，接觸場內物品或者機器人的行為，第一次將受到警告，第二次再犯如是小組賽，該輪成績?yōu)?分，決賽則直接淘汰。8.3輔導老師或家長存在口授選手影響互動的指引，或親手參與搭建任務，亦或觸碰、修復作品等行為的，小組賽該輪成績記0分，決賽時直接淘汰。8.4啟動后的機器人不得為了策略的需要，故意分離部件或掉落零件在場地上，這屬于犯規(guī)行為，由裁判確定給予警告、小組賽該輪成績?yōu)?分、決賽直接淘汰，乃至取消活動資格等處理，犯規(guī)分離或掉落的零件則由裁判即時清理出場。8.5選手不聽從裁判員指令的，將視情況輕重，由裁判確定給予警告、初賽該輪成績?yōu)?分、決賽直接淘汰，乃至取消活動資格等處理。9其它9.1廣東省青少年機器人競賽裁判委員會對凡是規(guī)則中未說明事項，以及有爭議事項，均擁有最后解釋