自動搬運分揀機器人比賽方案v樣本

新增江蘇省/全國機器人大賽比賽項目新增搬運分揀機器人比賽方案目錄比賽簡介 1比賽目 1比賽內(nèi)容及任務(wù) 1項目1規(guī)定項目比賽 1項目2技術(shù)挑戰(zhàn)賽 1比賽規(guī)則 2規(guī)則一比賽場地 2規(guī)則1.1尺寸 3規(guī)則1.2場地區(qū)域及標記 3規(guī)則二比賽用料塊 5規(guī)則三場上機器人數(shù)量 5規(guī)則四比賽隊員裝備 5規(guī)則五規(guī)則與裁判 6規(guī)則六比賽規(guī)定 6規(guī)則七比賽記分原則 6規(guī)則7.1成績及排名 6規(guī)則7.2記分細則 6搬運分揀機器人比賽平臺 7基本機器人平臺 7C51/AVR單片機教學(xué)開發(fā)板 8ARMCortex-M3教學(xué)開發(fā)板 10循跡傳感器模組 10攝像頭圖像采集套件（屬可選配套件，提高起評分，提高精準度） 11比賽簡介比賽目設(shè)計一種基于8位單片機或ARM控制小型機器人，在比賽場地里移動，將不同顏色、形狀或者材質(zhì)物體分類搬運到不同相應(yīng)位置。比賽記分依照機器人將物體放置位置精度和完畢時間來決定分值高低。它模仿了工業(yè)自動化過程中自動化物流系統(tǒng)實際工作過程。比賽內(nèi)容及任務(wù)比賽任務(wù)為：在規(guī)定期間內(nèi)，機器人分類搬運完畢物料,并回到出發(fā)點。比賽分組：比賽采用統(tǒng)一比賽任務(wù)，但規(guī)定使用不同控制平臺，詳細規(guī)則附后。項目1規(guī)定項目比賽機器人從出發(fā)區(qū)出發(fā)，到達物料儲存區(qū)后，分揀其賽前抽簽決定好任務(wù)，即從5個預(yù)知顏色料塊（黃、白、紅、黑、藍）選3種顏色料塊已知6種組合（任務(wù)）中，選其中1個作為比賽任務(wù)（其料塊均規(guī)定擺放在場地圖A、C、E位置，B、D位置不放置物料，場地圖參見比賽規(guī)則一：比賽場地)，再按照設(shè)計好控制方略控制機器人動作，以便將三個料塊迅速精確地搬運到相應(yīng)三個顏色中心區(qū)域內(nèi)，最后回到出發(fā)區(qū)。項目2技術(shù)挑戰(zhàn)賽比賽規(guī)定基本同項目1，不同之處在于：參賽隊需要從5個預(yù)知顏色料塊（黃、白、紅、黑、藍）選4種顏色料塊已知6種組合（任務(wù)）中，選其中1個作為比賽任務(wù)（其料塊均規(guī)定擺放在場地圖A、B、D、E位置，C位置不放置物料)，再按照設(shè)計好控制方略控制機器人動作，以便將四個料塊迅速精確地搬運到相應(yīng)四個顏色中心區(qū)域內(nèi)，并最后回到出發(fā)區(qū)。比賽規(guī)則規(guī)則一比賽場地智能搬運機器人規(guī)定RC-1.0場地EDCBAEDCBARC-1.1.1材質(zhì)及表面規(guī)定場地材質(zhì)為木質(zhì)，場地表面最大承重能力100kg，各參賽隊可自行制作，或者直接在采用比較平整地面即可。場地表面材料為亞光PVC膜，各種顏色和線條用計算機彩色噴繪形式產(chǎn)生。參賽隊可以從技術(shù)委員會指定廠家購買場地表面材料。RC-1.2.2燈光場地照明規(guī)定：賽場照度為600Lux到1200Lux之間，場地上各區(qū)域照度應(yīng)柔和均勻，各區(qū)域照度差不超過300Lux.實際比賽場地四角會架設(shè)各2座20W、色溫4000~6000K節(jié)能燈，光源高度為2米。規(guī)則1.1尺寸比賽場地為正方形，規(guī)定如下：RC1.1尺寸邊長為1600mm（不含安全邊界），公司提供場地表面材料為1500mm*1600mm長方形。規(guī)則1.2場地區(qū)域及標記比賽場地用直線、圓及數(shù)字進行標記。規(guī)定RC1.2.1場地及擋邊比賽區(qū)域為1600mm*1600mm正方形區(qū)域，底部白色，高度離開地面為100毫米，區(qū)域邊沿有寬度10mm，高度100mm擋邊（即擋邊最上沿離地面高度200毫米）。自行練習(xí)時可以不設(shè)擋邊等。RC1.2.2出發(fā)區(qū)底部頂點外接機器人出發(fā)區(qū)，其區(qū)域大小為180mm*180mm，里側(cè)布有出發(fā)導(dǎo)引線，底部綠色。RC1.2.3物料存儲區(qū)物料存儲區(qū)為圓形，直徑為500毫米，其中心位于場地正中心，線條寬度為20mm,顏色50％灰色。用于放置物料。RC1.2.4同心圓環(huán)區(qū)（物料搬運目的區(qū)）5個以場地正中心為圓心，距離中心均為400mm同心等間距圓環(huán)組，同心圓輪廓線顏色為50％灰度，線寬2毫米，從圓環(huán)（搬運目的區(qū)）中心到外圍，半徑分別為：22.5mm、37.5mm、52.5mm、67.5mm、82.5mm、97.5mm、112.5mm、127.5mm、142.5mm、157.5mm。同心圓間距分別寫10、9、8、7、6、5、4、3、2、1字體高度10mm，宋體，加黑（除了黑色中心圓10字樣為白色外），其中5個中心圓分別圖黃色、白色、紅色、黑色、藍色。RC1.2.5搬運輔助線同心圓環(huán)中心與出發(fā)區(qū)前側(cè)中點，均分布在一種半徑為400mm圓周頂點上，圓周上6個點首尾相連，構(gòu)成了凸六邊形輔助線。凸六邊形頂點與場地中心分別相連，形成了6個等長輔助線。輔助線為寬度20mm黑色線，并可用于輔助機器人定位及搬運過程。RC1.2.6物料擺放點為物料存儲區(qū)圓與搬運輔助直線5個交點，分別命名為：A、B、C、D、E，在其旁邊用白色字體標記出。RC1.2.7場地外安全邊界場地周邊0.5米處有高400mm、厚10mm方形白色木質(zhì)圍欄,外形尺寸為：2600毫米×2600毫米。比賽開始后，白色圍欄內(nèi)不得有人活動。詳細如圖1和圖2：圖1場地立體示意圖圖2場地平面示意圖(帶安全邊界)機器人出發(fā)區(qū)：綠色邊界為180mm×180mm，中間黑色線寬20mm，兩邊線寬10毫米，間距均為28mm，居中布局。規(guī)則二比賽用料塊使用5個直徑為40，高度為40料塊，顏色分別為黃色、白色、紅色、黑色、藍色。推薦制作辦法：先準備外徑為40，高度為40白色PVC水管，在中間填充泡沫后，側(cè)面用噴繪不干膠貼裝即可。規(guī)則三場上機器人數(shù)量參賽隊必要有3個或以上機器人參加比賽，在比賽前，各個參賽隊需要對于機器人進行登記標記。規(guī)則四比賽隊員裝備為了能公平比賽，本次比賽對于參賽隊使用機器人做如下限制，以便各個參賽隊能在統(tǒng)一平臺上進行比賽?？刂破饕?guī)定，依照參賽隊伍選取控制器參加比賽。使用Basic語言編程BS2微控制器。使用C51/AVR單片機二合一控制器。使用Cortex-M3

Arm控制器。特別規(guī)定：為了便于參賽隊搭建及動手裝配機器人傳感器等，規(guī)定以上3種控制器都帶有面包板。規(guī)定參加技術(shù)挑戰(zhàn)賽機器人必要使用Cortex-M3控制器，以提高整體比賽水平及增長比賽觀賞性。只限定使用舵機驅(qū)動輪式移動機器人，輪子直徑≤80mm。最大速度60rpm左右。機器人可以在規(guī)則容許條件下，擴展各種傳感器來對機器人比賽進行精準控制，以求更好成績。機器人尺寸：機器人在地面投影不超過：長280mm×寬140mm。機器人總重量≤1000g。規(guī)則五規(guī)則與裁判每場比賽將委派兩名裁判執(zhí)行裁判工作，裁判員在比賽過程中所作判決將為比賽權(quán)威鑒定成果不容爭議，參賽隊伍必要接受裁判成果。裁判責(zé)任：執(zhí)行比賽所有規(guī)則。監(jiān)督比賽犯規(guī)現(xiàn)象。記錄比賽成績和時間。核對參賽隊伍資質(zhì)。審定場地，機器人等與否符合比賽規(guī)定。規(guī)則六比賽規(guī)定比賽場地上有五個不同顏色（黃、白、紅、黑、藍）得分區(qū)域，比賽前1個小時，由裁判告知參賽隊對于將要搬運料塊顏色及布局（簡稱任務(wù)）進行抽簽，參賽隊依照擬定任務(wù)進行準備調(diào)試，準備調(diào)試時間為1個小時。正式比賽前，所有機器人將統(tǒng)一收回，并擺放在指定區(qū)域。比賽時到擺放區(qū)域直接領(lǐng)取相應(yīng)機器人參加比賽。比賽完畢再放回擺放地點。所有比賽結(jié)束方可領(lǐng)回機器人。各個隊機器人參賽隊也采用按照現(xiàn)場抽簽決定比賽出場順序并進行比賽。每支參賽隊伍比賽時間為15分鐘，一旦裁判宣布比賽開始則3臺機器人參賽時間總和不能超過15分鐘。規(guī)則七比賽記分原則規(guī)則7.1成績及排名每個參賽隊伍以團隊方式參加比賽，每隊由三名機器人隊員完畢比賽項目，取三名隊員總成績計算該隊成績來評估參賽隊伍比賽名次。比賽得分按照精度與速度綜合方式進行評分詳細計算方式如下每個機器人精度分值＝物體放置好后依照裁判鑒定成果三個顏色位置物料放置靶位環(huán)數(shù)相加總和，以最小直徑包絡(luò)環(huán)數(shù)計算成績。每臺機器人總成績＝精度分值＋回出發(fā)點分值（0或2）。團隊總成績＝3名機器人參賽成績總和＋獎勵分（0或4）。比賽排名：先以比賽團隊總成績計算名次，總成績高者排名靠前；若總成績同樣，則以完畢時間決定比賽排名，耗時更少者名次更靠前。規(guī)則7.2記分細則參賽隊比賽總分計算規(guī)定項目比賽：團隊滿分為100分，每個機器人物料分揀最高得分：3*10（位置精度最高分）＋2（回到出發(fā)區(qū)得分）分即32分，三名隊員得分96分，三個機器人都回到出發(fā)點獎勵4分。技術(shù)挑戰(zhàn)賽賽：團隊滿分為130分，每個機器人物料分揀最高得分：4*10（位置精度最高分）＋2（回到出發(fā)區(qū)得分）分即42分，三名隊員得分126分，三個機器人都回到出發(fā)點獎勵4分。分揀得分原則：搬運完畢后，物料必要與機器人脫離，才干計算分數(shù)?；氐匠霭l(fā)點得分原則：比賽終結(jié)時刻，機器人若有一種輪子與地面接觸點在出發(fā)區(qū)域內(nèi)，并且機器人已經(jīng)停止動作，則算已經(jīng)回到出發(fā)點。若機器人無法自動回到出發(fā)點，參賽隊員可以口頭告知裁判提前終結(jié)比賽，則回到出發(fā)點項記分為零。浮現(xiàn)如下狀況，不計算參賽隊得分（即得分為零）：參賽隊伍為每隊3臺機器人參加比賽，每臺機器人有1次比賽機會，時間5分鐘，5分鐘內(nèi)未回到出發(fā)點，則不計得分。比賽整個過程中不能有人為干涉機器人完畢比賽任務(wù)，一旦機器人啟動則必要自主完畢比賽任務(wù)，如果有人為協(xié)助，則不計得分。比賽終結(jié)時刻，尚在移動色塊，不計算得分。比賽2個或各種隊之間發(fā)生互相借用機器人，則不計算有關(guān)隊得分。搬運分揀機器人比賽平臺基本機器人平臺龍人系列教學(xué)機器人是當前擴展性最佳及資源最完整機器人學(xué)習(xí)套件。可擴展50種以上傳感器及機構(gòu)套件，并附有源代碼。提供一系列基于項目創(chuàng)新教材并提供例程及課件PPT。該機器人涉及一種由兩個伺服舵機驅(qū)動鋁合金機器人對象和一塊帶有面包板C51教學(xué)開發(fā)板，并依照不同課程需要配有某些基本傳感器和電子元器件包。使用者可跟隨所配教材章節(jié)和環(huán)節(jié)，進行平臺搭建、電路搭接、編寫程序、聯(lián)機調(diào)試、下載至單片機微控制器，以執(zhí)行各種機器人操作，涉及：沿線行走，走迷宮，跟隨光源，距離檢測或與其她機器人進行通訊溝通。除此之外，還可以完畢AD轉(zhuǎn)換實驗、DA轉(zhuǎn)換實驗、實時時鐘實驗、數(shù)字溫度計實驗、外部存儲器實驗、按鍵實驗和LCD顯示實驗等單片機高檔應(yīng)用實驗。通過以上學(xué)習(xí)和操作，讓學(xué)生不但學(xué)到了C51單片機原理和應(yīng)用技術(shù)，同步學(xué)習(xí)到了C語言程序設(shè)計技能。機構(gòu)對象名稱圖片參數(shù)360度伺服舵機外形尺寸（mm）：40.5x20.0x38.0重量：45.0g速度：0.19sec/60°扭矩：47oz-in底盤底盤1個電池盒1個輪子和支撐腳輪1套連接螺絲1套等C51/AVR單片機教學(xué)開發(fā)板C51/AVR教學(xué)板涵蓋了由“AT89S52”構(gòu)成51單片機最小系統(tǒng)和由“ATMEGA8AT89S52是一種高性能、低功耗8位單片機，內(nèi)含8k字節(jié)ISP（In-systemProgrammable,在系統(tǒng)編程）可重復(fù)擦寫1000次FLASH只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容原則MCS51指令系統(tǒng)及其引腳構(gòu)造。在實際工程應(yīng)用中，功能強大AT89S52已成為許多高性價比嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)解決方案。對微控制編程采用德國KEIL公司出品51系列單片機C語言集成開發(fā)系統(tǒng)。通過該集成開發(fā)系統(tǒng)，可以直接對單片機4個8位并行I/O口：P0、P1、P2和P3進行編程控制。這4個接口，既可以被定義為輸入，也可以被定義為輸出；可按8位解決，也可按位方式（1位）使用。AT89S52芯片是一種原則40引腳雙列直插式集成電路芯片。ATmega8作為CPU，ATmega8是一種比51系列更為強大高性能、低功耗8位單片機，不需要仿真機和編程機，只需運用ISP電纜就可以對單片機FLASH重復(fù)擦寫10000次以上，因而使用起來特別以便簡樸，特別適合初學(xué)者使用，并且配備十分靈活，可擴展性特別強。在實際工程應(yīng)用中，功能強大ATmega8已成為許多高性價比嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)解決方案。對微控制編程采用WinAVR編輯器集成開發(fā)系統(tǒng)。通過該集成開發(fā)系統(tǒng)，可以對AVR系列單片機擁有23個可編程、并且內(nèi)部帶上拉電阻并行I/O口：PC、PB和PD進行編程控制。這23個接口，既可作為輸入，也可以作為輸出；可按8位解決，也可按位方式（1位）使用。單片機ATmega8是一種原則28引腳雙列直插式集成電路芯片。重要特點通過兩個跳線，實現(xiàn)51單片機和AVR單片機切換工作或同步工作。在一塊控制板上完畢AVR和C51間異種單片機間通信實驗。配備各自獨立RS232接口，實現(xiàn)與計算機進行串行通信。配備各自獨立ISP接口，實當前系統(tǒng)編程。配備各自獨立20PIN排母接口，實現(xiàn)與其她設(shè)備如液晶屏、視頻采集等套件連接，從而完畢更多任務(wù)。為每種單片機配備4組3PIN電機驅(qū)動接口，為機器人伺服電機提供電源和驅(qū)動信號。提供47mm×36mm實驗面包板，結(jié)合單片機各IO口，可搭建電路，或與其她傳感器連接，完畢更多單片機實驗。配件清單電路板（包括電源模塊和有關(guān)接口）Atmel89S52單片機AtmelAtmega8-16PU單片機技術(shù)參數(shù)尺寸：102mm×97mm電源：6～9V直流電源晶振：11.0592MHz(89S52)4MHz(AVR)89S52性能參數(shù)與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器擦寫壽命1000次256字節(jié)片內(nèi)RAM512字節(jié)片內(nèi)EEPROM三級加密程序存儲器32個可編程I/O口線三個16位定期器/計數(shù)器八個中斷源全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定期器掉電標記符工作電壓：4.2-5.5VAtmega8性能參數(shù)高性能、低功耗8位AVR微解決器8K字節(jié)系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash擦寫壽命10,000次512字節(jié)EEPROM1K字節(jié)片內(nèi)SRAM23個可編程I/O口通過片上Boot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程兩個具備獨立預(yù)分頻器8位定期器/計數(shù)器,一種具備預(yù)分頻器、比較功能和捕獲功能16位定期器/計數(shù)器兩個可編程串行USART具備獨立振蕩器實時計數(shù)器RTC三通道PWM8路10位ADC可工作于主機/從機模式SPI串行接口具備獨立片內(nèi)振蕩器可編程看門狗定期器工作電壓：2.7～5.5VARMCortex-M3教學(xué)開發(fā)板該教學(xué)板以Cortex-M3微解決器作為該板控制核心，涉及了Cortex-M3嵌入式系統(tǒng)JTAG接口、RS232接口、CAN總線接口、RS485接口、USB接口、以太網(wǎng)接口、A/D接口、D/A接口、LCD1602接口、LCD12864接口、TFTLCD接口、CC1100無線通訊接口、24L01無線通訊接口等，板載RTC實時時鐘、IIC/EEPROM，還涉及數(shù)字溫度傳感器，覆蓋范疇廣，便于教學(xué)；還安裝了150mmx120mm大小面包板，結(jié)合提供接口，可以在上面搭建電路或連接傳感器。支持各種供電方式：DC電源接口供電，支持5~12V寬電壓；還可使用電腦USB接口供電，以便學(xué)生使用。該教學(xué)板既可以與兩輪教誨機器人和履帶機器人等教誨機器人結(jié)合，構(gòu)成性能更加強大教誨機器人系統(tǒng)，也可以單獨用于嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)和開發(fā)。重要技術(shù)指標：開放式硬件構(gòu)造，資源擴展豐富。在PC機上用軟件對開發(fā)板進行編程，再通過JLINK仿真器連接JTAG口將程序下載到開發(fā)板芯片中，拔去連接線，可按指令自主運營編寫程序。引出所有I/O口以便二次開發(fā)或者科技創(chuàng)新。支持80路數(shù)字式輸出，可以控制至多80個舵機、繼電器、電磁閥、LED燈、蜂鳴器等。16路12位模仿輸入，IIC/EEPROM，RS232/RS485可選通用接口，RS232/CAN總線可選通用接口，無線通訊接口涉及：CC1100無線通訊接口，NRF24L01無線通訊接口，此外還可以通過TTL串口擴展2.4GXBee無線射頻模塊。一線式溫度傳感器DS18B20，麥克風(fēng)輸入及揚聲器輸出，支持各種顯示接口：LCD1602接口，LCD12864接口，TFTLCD接口可配備擴展其她傳感器或執(zhí)行機構(gòu)，如：滅火電扇，超聲波測距，紅外測距等。循跡傳感器模組循跡傳感器模組由4組QTI傳感器構(gòu)成，通過組合使用，可以使機器人完畢跟隨黑線運動動作，此外咱們也可提供焊裝好4組QTI傳感器單塊板方式下套件。QTI傳感器由紅外發(fā)射和接受器構(gòu)成，用來檢測物體表面反射率，原本是用在機器人上檢測邊界。原理及其應(yīng)用：當QTI傳感器走過一種黑表面，反射率較低，通過