小學(xué)組：機(jī)器人滅火競(jìng)賽規(guī)則

1、.小學(xué)組：機(jī)器人滅火競(jìng)賽規(guī)則平面示意圖（單位cm）64H464646342246461104646804614042881164646250250一、任務(wù)機(jī)器人滅火是模擬現(xiàn)實(shí)家庭中機(jī)器人處理火警的過程。制作一個(gè)由計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)器人，在一間模擬平面結(jié)構(gòu)的房間里運(yùn)動(dòng)，找到一根代表房間里火災(zāi)點(diǎn)的正在燃燒的蠟燭并盡快將它撲滅。二、標(biāo)準(zhǔn)1、模擬房子平面結(jié)構(gòu)和特性機(jī)器人滅火競(jìng)賽的場(chǎng)地平面結(jié)構(gòu)示意圖見規(guī)則附件。示意圖中的尺寸供練習(xí)和實(shí)踐時(shí)參考，競(jìng)賽場(chǎng)地的實(shí)際尺寸與示意圖給定尺寸基本相同，但允許有1cm范圍內(nèi)制作誤差。最終競(jìng)賽場(chǎng)地以當(dāng)天現(xiàn)場(chǎng)提供為準(zhǔn)。模擬房間的墻壁高33cm，材質(zhì)為木板。墻壁為白色。競(jìng)賽場(chǎng)

2、地地板為黑色的光滑木制表面。地板允許有接口，但接合處平整并同樣的黑色。有一些機(jī)器人可能采用泡沫、粉末或者其他物質(zhì)來(lái)?yè)錅缦灎T火焰，所以當(dāng)每一場(chǎng)競(jìng)賽后應(yīng)清理場(chǎng)地，但不保證每一個(gè)機(jī)器人在該次競(jìng)賽過程中，地板都能保持完全黑色。競(jìng)賽場(chǎng)地模擬房間里的整體地面是水平的，沒有斜坡和樓梯。場(chǎng)地平整度要求：小于0.3cm水平誤差并在不連續(xù)區(qū)域。房間所有走廊和門框的寬度均不小于46cm。門框上并沒有門，在門框所在地面上用一條2.5cm寬的白線表示房間入口和門。機(jī)器人將被要求從競(jìng)賽場(chǎng)地中代表起始位置的白色正方形開始，如示意圖中標(biāo)有“H”的正方形，代表起始位置。實(shí)際競(jìng)賽場(chǎng)地并不標(biāo)記“H”。代表起始位置的白色正方形為30

3、cm×30cm邊長(zhǎng)，正方形的對(duì)角線交點(diǎn)將設(shè)在46cm走廊的縱向中心線上。在場(chǎng)地示意圖中代表起始位置的正方形右側(cè)的墻壁，示意圖中沒有標(biāo)注缺口。競(jìng)賽場(chǎng)地這一部分墻壁可以移開，讓參賽者比較方便地設(shè)置機(jī)器人。機(jī)器人必須在白色正方形中啟動(dòng)?？梢杂靡恍┭b置來(lái)校正機(jī)器人在正方形中的位置。一旦啟動(dòng)，它可以在競(jìng)賽場(chǎng)地中向所希望的橫向或縱向運(yùn)動(dòng)。2、場(chǎng)地照明競(jìng)賽場(chǎng)地周圍的照明等級(jí)在組織比賽時(shí)才能根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地條件確定。參賽者在競(jìng)賽前可以有時(shí)間了解場(chǎng)地及周圍環(huán)境燈光等級(jí)。競(jìng)賽期間的照明條件是相對(duì)穩(wěn)定不變的，因此，不會(huì)為遷就個(gè)別競(jìng)賽者的要求進(jìn)行調(diào)整。機(jī)器人滅火競(jìng)賽具有一定挑戰(zhàn)性的特點(diǎn)之一就在于機(jī)器人應(yīng)能夠在一

4、個(gè)含不確定照明、陰影、散光等實(shí)際情況的環(huán)境中運(yùn)行。3、機(jī)器人對(duì)機(jī)器人的尺寸（包括機(jī)器人的觸角、探測(cè)物及裝飾物）沒有嚴(yán)格限制。但由于機(jī)器人尺寸過大影響成績(jī)由參賽隊(duì)承擔(dān)。機(jī)器人的重量、制作材料、產(chǎn)品型號(hào)等不作限制。4、蠟燭蠟燭的火焰代表房間內(nèi)機(jī)器人試圖找到并撲滅的火源?；鹪吹幕鹧嫖恢糜行Ц叨龋ㄖ富鹧娴撞烤鄨?chǎng)地表面的距離）在12cm至17cm之間，火焰本身高度將控制在2cm至3cm之間。否則，將會(huì)調(diào)整或更換蠟燭。蠟燭是直徑1.5-2cm的白蠟燭。當(dāng)蠟燭的火焰位置在上述的有效高度范圍內(nèi)，機(jī)器人啟動(dòng)之后，要求機(jī)器人能發(fā)現(xiàn)蠟燭，而不管此后蠟燭火焰具體高度是多少。蠟燭被安裝在一個(gè)7cm（長(zhǎng)）×7c

5、m（寬）×3cm（高）的涂了半光澤黃色的木質(zhì)基座上。5、傳感器在沒有與其他規(guī)則和規(guī)范有抵觸的情況下，對(duì)傳感器的型號(hào)沒有限制。6、電源競(jìng)賽場(chǎng)地提供220V/50HZ交流電源。參賽選手的機(jī)器人或計(jì)算機(jī)需要使用交流電源，請(qǐng)自備足夠長(zhǎng)的導(dǎo)線和電源插座。7、導(dǎo)線如果機(jī)器人需要外部計(jì)算機(jī)來(lái)指導(dǎo)或提供電源，應(yīng)使導(dǎo)線足夠長(zhǎng)，讓機(jī)器人可以到達(dá)比賽場(chǎng)地的任意一個(gè)區(qū)域。導(dǎo)線可以拖在行進(jìn)的機(jī)器人后面由參賽者提拿在空中。8、家具競(jìng)賽場(chǎng)地內(nèi)有一件模擬家具。由抽簽確定房間號(hào)之后，這件模擬家具將擺放在該房間的示意位置。機(jī)器人可以接觸模擬家具，但是不能推開該模擬家具。模擬家具是一個(gè)不大于12cm直徑的涂了半光澤黃色的

6、鋼柱，柱高30cm、重大于3公斤。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地?cái)[放的模擬家具完全有可能會(huì)擋住機(jī)器人觀察蠟燭的視線或者機(jī)器人要繞過模擬家具才能接近蠟燭，這也是競(jìng)賽的趣味性、真實(shí)感和挑戰(zhàn)性組成部分之一。機(jī)器人由于模擬家具可能會(huì)擋住它的視線，也許要從不同角度來(lái)查看房間，如果蠟燭就在模擬家具的后邊，機(jī)器人要能夠確定接近蠟燭的最佳路徑。三、規(guī)則1、機(jī)器人運(yùn)行機(jī)器人一旦啟動(dòng)必須在沒有參賽選手的干預(yù)下自動(dòng)控制，即：機(jī)器人必須是由計(jì)算機(jī)程序控制，而非人工現(xiàn)場(chǎng)控制。機(jī)器人在運(yùn)行過程中可以碰撞或接觸墻壁，但是不能標(biāo)記和破壞墻壁。機(jī)器人當(dāng)經(jīng)過競(jìng)賽場(chǎng)地時(shí)不能把任何東西留在后面，并且不能在競(jìng)賽場(chǎng)地留下任何可以幫助它運(yùn)行的標(biāo)記。如果裁判認(rèn)為

7、機(jī)器人編制的程序是在故意沖撞競(jìng)賽場(chǎng)地（包括墻壁和模擬家具），該機(jī)器人將被取消參賽成績(jī)或資格。機(jī)器人在撲滅蠟燭前必須已經(jīng)主動(dòng)尋找到了蠟燭火焰，而不是碰巧噴出CO2熄滅了蠟燭火焰。2、熄滅蠟燭機(jī)器人不能運(yùn)用任何破壞性的或危險(xiǎn)的方法來(lái)?yè)錅缦灎T。它可以運(yùn)用類似水、空氣、CO2等,或者使用機(jī)械方式，但是禁止使用任何危險(xiǎn)的或可能破壞競(jìng)賽場(chǎng)地的方法或物質(zhì)。比如，不能通過燃放爆竹產(chǎn)生沖擊來(lái)使蠟燭熄滅，也不能通過碰倒蠟燭而使蠟燭熄滅。蠟燭在燃燒時(shí)不允許被撞倒。如果機(jī)器人在進(jìn)行滅火動(dòng)作的過程中碰撞蠟燭，機(jī)器人運(yùn)行成績(jī)?nèi)匀挥行?。如果蠟燭被撞倒，按未完成滅火任務(wù)處理。機(jī)器人撲滅蠟燭的過程中所產(chǎn)生的雜物，例如：水、發(fā)酵

8、粉、生奶油等遺留物，將在該次競(jìng)賽之后的間歇時(shí)間由裁判進(jìn)行清理。機(jī)器人在試圖撲滅火焰前必須到達(dá)距離火焰30cm以內(nèi)。在距離火焰點(diǎn)水平距離30cm的圓圈（弧）上有一條2.5cm寬的白線，機(jī)器人在撲滅火焰之前必須有一部分是處在該圓圈（?。﹥?nèi)。3、蠟燭位置由抽簽確定房間號(hào)之后，蠟燭將隨機(jī)擺放在該房間的任意位置。在機(jī)器人所經(jīng)歷的三次比賽中，蠟燭在同一個(gè)房間里。4、傳感器禁止參賽選手在模擬房間的墻面或地面放置任何標(biāo)記、“燈塔”或反射物來(lái)幫助機(jī)器人導(dǎo)航。競(jìng)賽場(chǎng)地周圍燈光可能是具有紅外線、可見光和紫外線的光源，如果機(jī)器人使用光傳感器找蠟燭或探測(cè)墻壁和模擬家具，設(shè)計(jì)者應(yīng)采取措施避免這些光源對(duì)它的影響。5、安全如

9、果現(xiàn)場(chǎng)裁判認(rèn)為機(jī)器人的行為對(duì)人員或設(shè)備有危險(xiǎn)或可能有危險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)裁判員可以隨時(shí)終止競(jìng)賽。參賽機(jī)器人不能使用任何易燃易爆物質(zhì)。四、競(jìng)賽1、競(jìng)賽方式在小學(xué)組競(jìng)賽中，蠟燭將隨機(jī)放在三個(gè)房間中的一個(gè)房間，不采用回家模式。2、競(jìng)賽順序參賽選手和所制作的機(jī)器人通過隨機(jī)方式進(jìn)行編號(hào)，并以該編號(hào)從小至大的順序來(lái)確定參加競(jìng)賽的先后次序。競(jìng)賽順序一旦排好不再改變。每一輪競(jìng)賽開始時(shí)間不固定，它取決于所有參賽選手完成競(jìng)賽的時(shí)間。所有機(jī)器人必須按照規(guī)定的順序進(jìn)行比賽。在所有機(jī)器人第一輪比賽結(jié)束后再開始下一輪的比賽。在兩輪比賽之間，參賽選手可以調(diào)整、修改和修理機(jī)器人，但不允許更換機(jī)器人。賽前對(duì)參賽機(jī)器人進(jìn)行錄相或拍照。前一

10、個(gè)機(jī)器人比賽時(shí)，后一個(gè)參賽選手應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，等待裁判員點(diǎn)錄。每個(gè)隊(duì)員有1分鐘時(shí)間進(jìn)入賽場(chǎng)準(zhǔn)備，準(zhǔn)備工作完畢后示意裁判。1分鐘內(nèi)沒有準(zhǔn)備好的機(jī)器人將喪失這一輪比賽資格并被記錄為一次無(wú)成績(jī)，但不影響參加下一場(chǎng)比賽。參賽隊(duì)員進(jìn)入競(jìng)賽場(chǎng)地將機(jī)器人準(zhǔn)備好并放入競(jìng)賽場(chǎng)地后，示意裁判可以啟動(dòng)機(jī)器人，然后再進(jìn)行抽簽確定蠟燭和模擬家具的擺放位置并由裁判放好。由裁判來(lái)啟動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行比賽。3、時(shí)間限制機(jī)器人可以用人工、聲音控制方法啟動(dòng)。人工只能按一次開關(guān)，聲音啟動(dòng)只能發(fā)一次聲音。機(jī)器人找到并熄滅蠟燭的最長(zhǎng)時(shí)間限制為3分鐘。在3分鐘之后仍未撲滅蠟燭火焰，該參賽選手及機(jī)器人的該輪比賽將被裁判終止。機(jī)器人啟動(dòng)后，在滅火

11、過程中，超過30秒沒有做出任何動(dòng)作，該輪比賽將被裁判終止。五、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1、得分（1）得分=實(shí)際時(shí)間×啟動(dòng)模式系數(shù)×房間系數(shù)×搜救系數(shù)（2）在本次競(jìng)賽中，每個(gè)參賽選手有三輪比賽機(jī)會(huì)。成績(jī)?nèi)∪蔚梅种袃纱魏玫牡梅窒嗉印纱伪唤K止比賽的機(jī)器人將不記錄成績(jī)。最終以得分最低的機(jī)器人為勝出，該機(jī)器人制作者為優(yōu)勝者。最終得分的計(jì)算還將取決于以下闡述的許多因素。2、運(yùn)行模式：對(duì)于所有機(jī)器人滅火競(jìng)賽，得分越低，成績(jī)?cè)胶?。?）標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行：這種模式下，機(jī)器人運(yùn)行在除了墻壁以外沒有障礙物沒有斜面的競(jìng)賽場(chǎng)地上。機(jī)器人靠人工啟動(dòng)（開始尋找蠟燭）。在找到并熄滅蠟燭后，比賽結(jié)束。標(biāo)準(zhǔn)模式得分系數(shù)

12、是1.0。（2）聲音啟動(dòng)：機(jī)器人不是由人工按按鈕來(lái)啟動(dòng)，而是接收到聲音信號(hào)后啟動(dòng)為聲音模式。裁判員發(fā)出開始比賽信號(hào)后，參賽者必須在5秒鐘之內(nèi)通過聲音信號(hào)來(lái)啟動(dòng)機(jī)器人。如該機(jī)器人因錯(cuò)誤地檢測(cè)到干擾的噪聲而被啟動(dòng)，可重新啟動(dòng)機(jī)器人。參賽者只能發(fā)出一次聲音信號(hào)。聲音信號(hào)發(fā)出后，機(jī)器人在5秒鐘之內(nèi)未啟動(dòng)，視為該輪比賽結(jié)束。比賽中的發(fā)聲器由參賽隊(duì)員自備。聲音啟動(dòng)模式的得分系數(shù)是0.9。3、房間系數(shù)為了使競(jìng)賽更具真實(shí)性及鼓勵(lì)創(chuàng)造更聰明的機(jī)器人，增加競(jìng)賽過程的不確定性，減少運(yùn)氣成分的影響，引入了房間系數(shù)。每一輪競(jìng)賽中，該輪的房間系數(shù)乘以該輪所用時(shí)間為最終得分。機(jī)器人找到蠟燭前搜索的房間越多，房間系數(shù)值越小，得分越少。（1）搜索1個(gè)房間，房間系數(shù)為1.0（2）搜索2個(gè)房間，房間系數(shù)為0.85（3）搜索3個(gè)房間，房間系數(shù)為0.50（4）搜索4個(gè)房間，房間系數(shù)為0.35機(jī)器人按什么順序搜索房間不作要求。計(jì)算房間系數(shù)的因素是機(jī)器人在找到蠟燭前搜索了