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智能运输器开源主题赛

年电子信息智能创新大赛

           赛项说明

                类别:智能机器人类

               名称:智能运输器开源主题赛

            中国电子学会普及工作委员会

             中国电子学会科普培训与应用推广中心

                  2022 7


一、比赛简

2017 年 7 月,国务院发布《国务院关于印发新一代人工智能  划的通知》,指出要“实施全民智能教育项目,在中小学阶段设  人工智能相关课程, 逐步推广编程教育, 鼓励社会力量参与寓教于  编程教学软件、游戏的开发和推广。”本赛项是在大力发展创客  教育与 STEAM 教育的基础上为提高青少年创新创造能力,实践动手 力和解决实际问题能力而设立的。通过竞赛方式, 在广大青少年群  中普及智能硬件、机器人、工程设计相关知识, 培养青少年的创新  思维和创新意,锻炼青少年的创造能力、解决实际问题和交流合作  的能 根据教育部《2021—2022 学年面向中小学生的全国性竞赛  活动单》, 由中国电子学会主办的“世界机器人大会青少年电子信  息智能创新大赛是可正规开展的中小学生“自然科学素养类”竞赛  活动之一。本活主要包括“电子科技”“智能机器人”“软件编程” 三类赛事。

本竞赛项目名称为--智能运输器开源主题赛。智能运输器由参赛 选手根据本比赛题采用开源硬件自行设计制作。项目分为现场比赛 技术展示两部分。现场比赛内容, 参赛选手控制自己设计制作的机 人在规定的比赛时间内, 分别采取手动和自动的方式,将不同颜色 积木块运送到制定位置。技术展示部分, 专家评委对参赛机器人所 取的方案和程序控制等进行综合评判。

二、比赛主

比赛主题为 “开源世界,智造成长”。


三、比赛内容

() 通用内容

比赛过程将全面检验参赛选手基 Arduino/ESP32 开源平台的 术实现能力, 鼓励参赛者动手创造,以此来提高青少年对机器人综 技术的兴趣, 激发青少年的创新潜力。

赛内容为两个部分:现场比赛部分和技术展示部分。

1.现场比赛部分: 在比赛规定的时间内, 智能运输器采用自动 的方式, 将不同颜色的积木块,运送至收集区, 按照规则计算得 (不同组别的比赛难度不同)。

2.技术展示部分:技术展示主要考察参赛队员的技术实力和对项 开发的理解, 通过现场技术答辩形式完成。要求参赛者在规定的时 间通过 PPT 和智能运输器实物向评审专家展示团队文化、设计理念、 技术实现等内容。评审专家根据展示内容进行综合评判打分。

现场赛和技术展示同步进行, 具体规则见第五部分“比赛规则 得分”。

(二) 分级/分组内容

1.本赛项级过程包括初赛、地区赛(地区选拔赛) 和决赛(全 总决赛)三个级别。

2.选报名组别按参赛选手(在本年 9 月以后的) 在读学段分为 小学组、初中组和高中组。

3.本赛项以团队形式报名, 每团队人数为 2 人。

、地区赛和决赛的比赛场地(道具)

() 比赛场地

学组、初中组、高中组的比赛场地尺寸相同。不同组别积木块 的种和放置不同。

比赛场地四周有围挡,围挡高度为 10cm。围挡内部的净尺寸为 4.8m(长度)×2.4m(宽度),详细尺寸详见附件三。

赛场地分为 A、B 区,A、B 两区中间有 60mm×40mm(宽 x 高) 离带,隔离带下表面和边框下表面齐平, 如图 1-图 3 所示。

1 比赛场地示意图


2 比赛场地 45 度俯视示意图



3 比赛场地 A 区 45 度俯视示意图


组比赛场地内积木块数量和布置如图 1 所示。

中组比赛场地内积木块数量和布置如图 4 所示。和小学组相比, 初中组和高中组在黄色积木块区域混入了扣分项的黑色积木


4 初中组比赛场地示意图

高中比赛场地内积木块数量和布置如图 5 所示。

() 比赛道具说明:

比赛使用彩色积木块,尺寸为 30x30mm,重量 20~30 克。其中 红色 9 块、黄色 144 块、蓝色 4 块、绿色 4 块(初中组另有黑 12 块,高中组另有黑色 24 块)。颜色值见图 6。


6 积木块及印刷颜色值

() 比赛地图

比赛图材质为白色宝丽布, 地图为黑色喷绘。地图循迹线位置 和宽度详见附件四。

 地区赛和决赛的比赛规则和得分

() 现场比赛规则

1.本次比赛的原则为非禁止即许可;

2.比赛要求智能运输器在规定的时间内使用手动或自动方式, 将 集到的木块置于“收集区”内, 依照木块颜色以及堆叠方式给予相 分数;

3.现场比赛时间共 6 分钟,分为准备、比赛、撤场三个阶段, 其 比赛阶段, 分为自动阶段和手控阶段两个部分组成, 各阶段时间分

详见表 1;

1 现场比赛时间分配

备阶段

2 分钟

赛阶段

30 秒

90 秒

撤场阶段

2 分钟

4.每参赛队伍有 4 次比赛机会,每次比赛分别和不同的队伍合 作。详细场地和时间请各参赛队按照《现场比赛顺序表》进行(该表 将在比赛前的领队会议期间发放)。规定时间内未上场的队伍按弃赛 理;

5.比赛取 4 次比赛的平均值作为最终成绩

6.比赛时每支队伍派两名选手参加, 在 2 分钟准备阶段内, 一 选手责准备智能运输器, 另一名选手协助赛场裁判放置积木块;

7.比赛准备阶段要求智能运输器位于发车区内,运输器水平 不得超出发车区边线外侧

8. 自动比赛开始时,遥控器放置于操控台, 待裁判发出指令后点 启动按键智能运输器进入自动比赛阶段, 自动比赛阶段选手不得触 摸遥控器。自动比赛阶段结束,选手方可使用遥控器;

9.手动比赛阶段, 待裁判发出指令后,操控手开始操作智能运输 车,比赛期间操控手不得离开操控区;

10.如参赛队智能运输器在整个比赛阶段没有离开发车区,该参 赛队按弃赛处理;

11.比赛阶段,任何一方的参赛队车轮不得进入对方比赛场地及 上方,如进入,该参赛队本轮得 0 分;

12.在比赛阶段,参赛队员不得与智能运输器有任何接触,如有 接触,该参赛队本轮得 0 分

13.每块场地设置摄像头, 分别在 30 秒和 2 分钟时拍摄收集区的 木数量;

14.积木块在收集区内有序堆叠,以避免现场裁判不能根据拍摄 的照确认积木的数量。如此情况发生, 由现场裁判根据实际情况裁

决;

15.比赛结束,一名队员协助裁判恢复场地积木块,另外一名队 员等待现裁判查看积木数量计算得分后签字离开;

16.当前场次队伍进行比赛时,下一场次队伍在场边做好上场准

17.不得使用其他参赛队的智能运输器进行比赛,如发现,两支 队直接取消比赛资格;

18.比赛过程中,不得采用技术手段干扰参赛队伍的控制信号 发现,取消比赛资格;

19.在比赛期间,智能运输器不得带离赛场;智能运输器的主控 芯片除正常维修调整外,不得更换。一经发现,取消比赛资格

() 现场比赛得分

比赛分为场比赛部分和技术展示部分,得分规则如下: 1.现场比赛部分得分规则

赛成绩由“收集区”内的彩色木块计算得出。不同颜色的木块 都有各自的基础分值和倍增率。其中“倍增率”用于发生积木出 堆叠时, 在计算“基础分值”之和后还需要乘以最上方木块的“倍

”,以此鼓励参赛者多堆叠积木块。

同颜色的积木块分值见表 2:

2 彩色积木块分值表


基础分值

增率

1

X1

蓝色

2

X2

绿

3

X3

4

X4

-4

当几块积木竖向堆叠在一起时,最顶端的积木有积分倍增作用 (若顶端为黑块则取下方非黑色块计算倍增值)。如图 7 所示, 得 计算公式为:

得分=所叠积木块的基础分值相加之和 X 最顶端颜色块倍增率


7 堆叠积木计算示例

注意, 只要发生叠加就要计算倍增值,除非出现所叠都为黑色

的情(黑色积木没有倍增率)。如图 8 所示。


8 黑色积木发生堆叠情

果堆叠时发生每一层都有多个积木块的情况,选择分值较大的 个积木做为有效积木块, 如图 9 所示。



9 计算堆叠单层有多个木块的方法

积木必须位于收集区内, 压制收集区边线的积木(无论在 线内还是线外) 都按照无效处理。

它注意事项如下:

(1) 自动及手动阶段时间截止时, 智能运输器应当移动至收集 外侧, 且智能运输器不得和积木块有任何接触, 如有接触, 按无效 理;

(2) 自动及手动阶段得分为比赛结束时,收集区内积木的总得 分。本轮现场比的得分为自动阶段得分和手动阶段得分之和减去本 违规扣分;

(3) 当一方的两支队伍中有一支队伍弃赛时, 弃赛队伍的得分 0 分;另一支参加比赛的队伍自动阶段和手动阶段的得分按照场地 际得分的 1.5 倍计算;

(4) 参赛队一共有 4 次比赛机会, 现场比赛得分为四次比赛 平均分。

() 技术展示及得分

队除了进行现场比赛外,还需听从裁判的安排进行技术展示 答辩。只有通过答辩的队伍其比赛成绩方视为有

每支队技术展示的时间为 10 分钟。参赛者在规定的时间通过 PPT 智能运输器实物向评审专家展示团队、技术实现、设计理念等


内容。评审专家根据展示内容进行综合评判打分。

PPT 内容包括但不仅限以下几点:

(1)团队介绍(500 字以内, 包括团队名称、团队口号、竞赛理 念、成员姓名、性别、年龄及成员个人分工及特长介绍);

(2)设计理念(500 字以内, 技术平台、设计思想、实现主要过 );

(3)制作过程中的图片或影像资料;

(4)器件清单;

(5)标准结构件的加工图纸;

(6)智能运输器的控制程序。

展示部分总分 40 分,具体项目得分详见表 3

3 技术展示部分分值表

队介绍

8

智能运输器的设计理念

8

制作过程中图片和相关资料

4

器件清单

4

非标准结构件图纸的电子文

4

智能运输器程序

12

() 违规扣分

当发生如表 4 所示情形时, 扣除相应分数,乃至勒令退赛。

4 违规扣分分值表

不能提供作品的任何技术文档

令退赛

备阶段超时

-5 分


自动阶段触摸控制器, 按裁判提醒次数扣分

-2 分/次

阶段超时

-5 分

将积木从本方区域投掷到对方区域,本方扣分

-2 分/个

() 比赛总得分

各支队伍的成绩为现场比赛得分与技术展示得分之。勒令退赛的队伍比赛总得分为零分。

参赛技术要

1.能运输器主控芯片的采用如下类型

Atmega328PAtmega2560、Atmega32U4、ESP32。

2.遥控通讯方式:红外、蓝牙、 WiFi 或 2.4G 等。遥控器可以 采用手机 App 或者其它类型遥控器。遥控器能实现手动和自动操作 功能切换。

3.智能运输器必须在明显位置设置电源开关,用于切断运输器电 源。智运输器电源电压不得超过 12V。

4.智能运输器结构件材料不限。

5.智能运输器传感器、执行器规格不

6.智能运输器的原始外形尺寸(长×宽×高)不得大于 400×300 ×400mm,比赛后车体可以自由伸展。

7.智能运输器的重量不限。

8.经检录合格的智能运输器方可参加比

9.初赛自备电脑。电脑操作系统: Mac OS、Win 10 或以上操作 系统;浏览器采用谷歌浏览器(69.0 版本以上)、firefox,IE11 以 推荐使用 chrome。

奖项和晋级

地区赛奖项,详见各地区赛事文件。

决赛奖项,详见大赛官网

地区赛晋级规则依据大赛组委会统一规定执行。

比赛流程

(一) 报

取比赛资料和参赛证件,核对签到表名单上的参赛队员信息是 正确。

(二) 赛前检录

赛前检录分为如下四个步骤流程

步骤一: 运输器外形尺寸检查。

骤三: 检查主控芯片

骤二: 抽取参赛号码

骤四: 拷贝 PPT、运输器拍照

参赛选手随机抽选的参赛号码作为各参赛队在比赛期间的唯一 识别号。不贴、涂改、撕毁比赛号码标签的参赛队, 比赛裁判有权取 比赛资格。

(三) 适应场

各参队根据赛前检录时抽取的参赛号码, 按照《适应场地顺序 表》中的时和顺序做好准备。

支队伍至少有 1 次适应比赛场地的机会。

() 现场比赛和技术展示

各参队根据赛前检录时抽取的参赛号码, 按照《现场比赛顺序 表》中的时和顺序做好准备。

支队伍有 4 次现场比赛机会。

各参赛队根据现场裁判的安排进行技术展示

、赛程安排

体日期详见大赛官网。

程拟为一天, 时间安排如下:

报道,领取比赛手册

录,比赛规则说明

适应场地、技术展

现场比赛、技术展

、其他说明

()基本比赛要求

1.组委会工作(包括裁判及专家组成员),不得在现场比赛 间参与任何对参赛选手的指导或辅导工作, 不得泄露任何有失公允 竞赛信息;

2.参赛选手须提前 15 分钟入场,按指定位置就座。比赛过程 随意走动, 不得扰乱比赛秩序。

(二)裁判和仲裁

1.初赛、复赛和决赛的裁判工作根据比赛内容和规则执行;

2.比赛采用的是比赛结果即时发布制。如果参赛选手对裁判结果 议, 应当于当天比赛结束公布成绩后 2 小时以内提出申诉; 申诉


采用在线提交方式,并具体说明在比赛过程中疑似异常情况的时间、 相关人员、异常内容、相关证明资料(照片或视频等材料可在线下提 )和对比赛结果不满的原因;

申诉裁小组在接到申诉意见后,将视需要组织评审专家进行复 核评估, 并在 1 个工作日内将处理意见反馈给申诉人;

3.复赛仲裁由地区选拔赛组委会仲裁组完成, 不跨区、跨级仲裁; 决赛仲由决赛组委会申诉仲裁小组完成。

()比赛规则的解释权归大赛组委会。

()其他

1.本赛项说明中存在与大赛组委会要求不一致的情况,以大赛 组委最新要求为准。

、报名联系

大赛组委会认可本赛项由中国电子学会科普培训与推广中心和 相关承办机构共同举办本赛项。承办机构名单见大赛官方网站。

术咨询电话: 13601195010、18910955983

大赛监电话: 010-68600710、68600718、68600721、68600724

大赛监督邮件: kepujingsai@163.com

大赛官方网站: www.kpcb.org.cn

国电子学会

世界机器人大会青少年电子信息智能创新大赛组委会 2022 年 7 月


:比赛场地尺寸示意图:



:比赛场地循迹路径尺寸示意图:


说明:循迹路径宽度为 1 厘米。



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