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2014年迷宫机器人竞赛规则

作者: 来源: 录入者:电教中心 编辑审核: 发布时间:2014年02月21日 点击数:

附件3  

迷宫机器人竞赛规则  

简述  

迷宫机器人竞赛是一种利用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能的小型机器人比赛,它要求机器人在指定的迷宫中自动探索并找出通往终点的路径,赛中机器人需随时掌握自身的位置信息,准确获取墙壁信息并做记录,最终依靠记忆找出最佳路径并以最短的时间走出迷宫,赢得比赛。  

该比赛是一项富有挑战性和趣味性的比赛,通过参与该比赛,学生从中可学习到机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识,可以激发学生对科学、技术、工程和数学的潜能,帮助他们发现自己的价值。  

一、规则  

(一)场地尺寸及环境要求  

1.迷宫场地由8×8个边长为 180mm × 180mm 的正方形单元格组成(见图1)。  

                                        

1:场地分格平面示意图  

2. 用于隔开每个单元格的围板称为墙壁,迷宫场地的墙壁高 50mm ,厚 12mm ,因此两堵隔墙所构成的通道其实际宽度为 168mm (示例场地图见图2  

                  

2 示例场地图  

3.四周的隔墙将整个迷宫封闭,迷宫隔墙的侧面为白色,顶部为红色。迷宫的地面为木质,使用油漆漆成黑色。迷宫地面上印有墙壁的定位线,作组装场地时定位墙壁的标记,隔墙侧面和顶部的涂料需能反射红外线,地板的涂料需能吸收红外线。  

4.迷宫的起始区所在单元格必须有三面隔墙,余下一个出口。例如,若没有隔墙的出口端为“北”向时,那么迷宫的外墙就构成 “东”、“南”、“西”方位的隔墙。  

5. 符合本规则的迷宫场地设计方案数量众多,但迷宫的单元格数始终是8×8格,四边的围墙不变,变化的是围墙内部的各个墙壁,比赛具体使用场地方案,由组委会赛前抽签确定,并于赛前公布。  

6. 迷宫场地中,将每个正方形单元格的四角每两边相交的位置的点我们定义为“格点”。除了停泊区域中心的格点外,其余每个格点至少要延伸出一面隔墙或与一面隔墙相接触。由格点延伸出去的墙壁的组合方式多种多样,以迷宫左下角的一个格点为例,如下图中黑色部分为格点,示例场地图见图2  

   

      

A、从格点处延伸出一块墙壁后,与该节点有关的墙壁的几种布置位置如下:  

          

B、从格点处延伸出两块墙壁后,与该节点有关的墙壁的几种布置位置如下:  

      

   

C、从格点处延伸出三块墙壁后,与该节点有关的墙壁的几种布置位置如下:  

      

7. 竞赛结束时迷宫机器人的停泊区域,就是设在迷宫中的唯一的一个没有墙壁延伸的格点的四个单元格组成的区域。示例图见图3  

    

 

停泊区  

          

 

3  示例场地图(右边为底板及隔墙高度)  

8.迷宫  

场地制作的尺寸精度误差在 20mm 以内。迷宫隔墙(含外墙)与底板的接缝不能大于 0.5mm ,接合点的坡度变化不超过4°。相交隔墙间的空隙不应大于 1mm 。实际场地以组委会现场提供为标准。  

   

(二)机器人  

1.迷宫机器人必须为独立系统,在场地中运行时,须脱离PC机由程序控制其独立运行,不能用遥控及其它的无线方式控制其运行。也不能以可燃物为能源。  

2.迷宫机器人的长和宽在 150mm × 150mm 以内。每次运行中迷宫机器人几何尺寸的变化不能超过 150mm × 150mm 。当所有轮子全触地时,迷宫机器人的高度不得超过 200mm 。  

3.比赛时机器人在场地中穿行过程中不能在身后留下任何东西。  

4.迷宫机器人不能跳越、攀爬、钻挖和损毁走迷宫场地。  

5.机器人编程软件不限,所有程序需完全由参赛队员根据比赛场地现场调试。                               

6在不影响正常比赛的基础上,机器人可进行个性化的装饰,以增强其表现力和容易被识别。  

(三)参赛对象  

1.本赛事针对初中组。  

2. 参赛的机器人称为“迷宫机器人”,将迷宫机器人放入迷宫并启动操作的人称为“操作员”。  

3. 每支参赛队可以带2台机器人进入比赛现场,在比赛时只能使用2台机器人中的1台上场用于全部比赛。  

4. 每支参赛队伍参赛人数为2名学生。学生必须是截止到20126月仍然在校的学生。指导教师不得参与现场程序设计、调试。  

(四)竞赛规则  

赛场:竞赛场地环境为冷光源、低照度、无磁场干扰。但由于一般赛场环境的不确定因素较多,例如,场地表面可能有纹路和不平整,光照条件有变化等。参赛队在调试机器人时应考虑各种应对措施。  

迷宫格定义:将场地平均分成大小相同的16个正方形格子,其中每一个正方形格子称为一个“迷宫格”如图4  

   

                

  

   

                    

 

   

4 示例图(1个迷宫格含4个单元格)  

   

编程测试:所有参赛队员在比赛区现场编写测试程序并在测试场地运行,测试程序由组委会现场公布任务要求。测试程序编写及测试程序现场运行在30分钟内完成,准备好测试的队员向裁判组申请,经裁判同意后进行测试程序运行。如果前20分钟还未完成测试程序的现场运行,在最后10分钟内必须进行测试程序的现场运行,测试顺序由裁判组指定。只有通过测试的参赛队员才能进入正式比赛。  

竞赛安排:正式比赛一共分为两轮,每轮比赛的机器人运行时间不得超过4分钟,运行时间从迷宫机器人放入场地第一次被激活开始计算。  

竞赛顺序:参赛队通过抽签确定参加比赛的先后次序。竞赛顺序一旦排好不再改变;所有参赛队必须按照规定的顺序进行比赛;在第一轮比赛全部结束后再开始下一轮的比赛。每轮比赛中迷宫场地图形均保持不变。  

1.赛前准备  

1在比赛正式开始前30分钟内,参赛队员在比赛区调试场地及正式比赛场地上进行现场程序设计及调试。在编程调试结束后,进入比赛时间。从这时起,直到两轮比赛结束,参赛队员不可再对迷宫机器人进行修改程序的操作。否则将被取消比赛资格。  

2比赛起始区由组委会确定,全部比赛中保持不变。  

3参赛选手可以携带比赛用机器人和装有中文版操作系统的电脑进入竞赛场地,对自己的比赛程序进行调试。  

4所有参赛队的教练员不允许进入比赛区。  

   

2.任务要求  

迷宫机器人从场地的起始区出发,将场地内的所有的单元格都行走一遍,最后停在停泊区为完成任务,时间短者为胜。  

3.比赛  

1竞赛使用8×8迷宫场地,终点处于迷宫场地停泊区域中任意位置  

2每个参赛队机器人编程调试完成后,每轮比赛在场地上只有4分钟的运行时间。在该时间段内,如果选手自己认为自己的机器人完成任务失败,或者在本次运行任务完成之前需要接触机器人后机器人才能继续运行,选手必须将机器人拿回到起始区重新开始运行。这称为“碰触”迷宫机器人。每轮比赛中,每个参赛队的成员“碰触”迷宫机器人次数不得多于3次,每 “碰触”机器人一次,并记成绩增加5秒。在4分钟比赛中,每队“碰触”机次数不得多于3次。“碰触”迷宫机器人后重新从起始区运行,本次运行计时不停止。  

3迷宫机器人从起始区出发开始直到按任务要求规定到达停泊区(期间可以“碰触”迷宫机器人),完成了比赛任务,则称为一次“成功运行”。迷宫机器人可在规定时间内进行迷宫路径判断、甄选、记忆,并自动调用适宜的程序,实现多次“成功运行”。其中运行最快的一次时间作为比赛成绩。  

说明:  

(五)评分标准  

1.惩罚时间:选手每“碰触”一次机器人,则在该次完成任务的时间上加5秒。   

2. 得分系数:若选手在第一次运行中即完成比赛任务,且该期间参赛队员没有“碰触”迷宫机器人,则得分系数为0.95,否则得分系数为1。也就是说,第一次运行的状况决定本轮比赛计分的得分系数。  

3.完成任务:选手多次“成功运行”,则选取该轮比赛中用时最短的一次作为该轮比赛的实际时间。选手在4分钟内完成任务的单轮得分为:  

(实际时间+ 惩罚时间)×得分系数  

4.未完成任务:在规定时间内机器人没完成任务,则该队的得分按如下方法计算  

如机器人从图4中的左下角的起始点出发:  

A、如机器人未完成任务,且始终没走出第一个迷宫格,则总时间为:240+ 惩罚时间;  

B、机器人至少有一次离开了起始区所在迷宫格,但在3次重试过程中始终未能完成最终任务,那么选手的总时间为:240(最多的一次经过的迷宫格个数)秒+惩罚时间;  

二、竞赛仲裁及比赛须知  

1.比赛现场成绩由裁判和参赛选手当场签字确认,逾期不能追诉和更改;  

2.如果在比赛过程中出现以下情况之一,裁判可以终止比赛:  

A.比赛开始后,裁判宣布入场1分钟内,参赛队员没有入场;或在裁判宣布停止操作,逾5秒钟后参赛队仍未停止操作时;  

B.违反以上“参赛对象”“赛前准备”“比赛”中所规定事项及比赛过程中队员出现其他严重犯规事件(如藏匿其他参赛队员迷宫机器人、恶意破坏其他参赛队的迷宫机器人、阻碍其他参赛队员正常比赛、在比赛现场与其他参赛队争执斗殴等等);  

3.比赛期间,凡是规则中没有说明的事项由竞赛组委会仲裁委员会解释和判定。  

4.本规则是实施裁判工作的根本依据。在竞赛中,裁判有最终裁定权。他们的裁决是最终裁决。裁判不会复查重放比赛录像。关于裁判的任何问题必须由一名学生代表在两场比赛之间向总裁判长提出。  

   

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