2022年華北電力大學(xué)機(jī)器人校內(nèi)賽規(guī)則

2022年華北電力大學(xué)機(jī)器人校內(nèi)賽規(guī)則搬運(yùn)機(jī)器人比賽規(guī)則一、比賽目的設(shè)計(jì)一個小型輪式機(jī)器人或人形機(jī)器人，模擬工業(yè)自動化過程中自動化物流系統(tǒng)的作業(yè)過程。機(jī)器人在比賽場地內(nèi)移動，將不同顏色但相同形狀的物料分類搬運(yùn)到設(shè)定的目標(biāo)區(qū)域。比賽記分根據(jù)機(jī)器人所放置物料的位置精度（環(huán)數(shù)）和數(shù)量確定分值。比賽排名由完成時間和比賽記分共同確定。二、比賽項(xiàng)目1.光電車型賽2.攝像頭車型賽3.創(chuàng)新設(shè)計(jì)賽三、比賽任務(wù)1．搬運(yùn)工程項(xiàng)目：光電車型賽、攝像頭車型賽：⑴在規(guī)定時間內(nèi)，機(jī)器人從出發(fā)區(qū)出發(fā)，按規(guī)定的兩個搬運(yùn)環(huán)節(jié)，完成物料的分揀搬運(yùn)，回到出發(fā)點(diǎn)；⑵物料分揀搬運(yùn)分為兩個環(huán)節(jié)：第一個環(huán)節(jié)為機(jī)器人將放置在場地A、C、E儲料位上的3個不同顏色的物料分揀搬運(yùn)到對應(yīng)的顏色區(qū)域；第二個環(huán)節(jié)為機(jī)器人將放置在場地F、G兩個儲料區(qū)的共計(jì)10個物塊取出分揀搬運(yùn)至對應(yīng)的顏色區(qū)域。每次搬運(yùn)物料的數(shù)量和選擇的路徑不限。2．搬運(yùn)工程項(xiàng)目：創(chuàng)新設(shè)計(jì)賽⑴創(chuàng)新設(shè)計(jì)賽的設(shè)計(jì)思路，以搬運(yùn)工程項(xiàng)目為設(shè)計(jì)制作背景，自主設(shè)計(jì)研制一個搬運(yùn)機(jī)器人或多個機(jī)器人構(gòu)成的機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)，完成確定的工程任務(wù)，具有明確的應(yīng)用領(lǐng)域和開發(fā)前景。報名時，提交電子版技術(shù)報告和演示視頻；比賽時，將機(jī)器人擺放在指定的展示區(qū)域接受裁判和聘請專家的巡視質(zhì)疑和現(xiàn)場演示。⑵創(chuàng)新設(shè)計(jì)賽的比賽任務(wù)，以小型輪式或人形機(jī)器人搬運(yùn)比賽為主題展開，是搬運(yùn)比賽項(xiàng)目的擴(kuò)展和延伸。參賽隊(duì)可選擇使用物料數(shù)量可在5-15塊之間選擇，也可搬運(yùn)其它物塊。在不破壞比賽場地的前提下，可充分利用場地，機(jī)器人進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)意演示。也可添加一定的輔助器件。四、比賽規(guī)則規(guī)則一比賽場地比賽場地場地使用1.搬運(yùn)工程項(xiàng)目(05)光電車型賽(01)2.搬運(yùn)工程項(xiàng)目(05)攝像頭車型賽(02)3.搬運(yùn)工程項(xiàng)目(05)人型賽(03)場地圖紙出發(fā)區(qū)圖2機(jī)器人出發(fā)區(qū)示意圖場地尺寸1．比賽區(qū)域?yàn)?260毫米×2260毫米，以比賽區(qū)域的標(biāo)示黑線為準(zhǔn)；2．當(dāng)機(jī)器人本體完全跑出了比賽區(qū)域，則結(jié)束比賽進(jìn)程。圖紙下載場地使用：將搬運(yùn)比賽圖紙直接平鋪在比賽場館的室內(nèi)地面上，其地面的材質(zhì)以比賽場館的室內(nèi)地面為準(zhǔn)；圖紙制作：亞光PVC膜紙，可將下載好的圖紙電子檔（CAD文件）送至打印店，由打印店通過計(jì)算機(jī)彩色噴繪完成圖紙制作（無需對圖紙的尺寸及顏色等做更改，直接制作即可）；圖紙下載：登錄下載場地制作AutoCAD圖、場地制作方案等文件，另外關(guān)于圖紙制作的任何疑問，可以聯(lián)系競賽組委會或通過QQ討論群進(jìn)行咨詢。場地照明1．由于實(shí)際比賽條件的限制，場地照明情況以承辦方提供的比賽條件為準(zhǔn)；2．參賽機(jī)器人必須適應(yīng)承辦方提供的比賽條件。場地標(biāo)識出發(fā)區(qū)：如圖2所示，圓的直徑320毫米，線寬20毫米，出發(fā)時機(jī)器人的所有部位必須在出發(fā)區(qū)內(nèi)；物料擺放點(diǎn)：物料擺放點(diǎn)包括兩部分，其中第一部分物料存儲區(qū)位于內(nèi)圓與搬運(yùn)輔助線的交點(diǎn)上，從左到右依次用黑色字體標(biāo)識為A、B、C、D、E；第二部分物料存儲區(qū)F、G的位置如圖1所示，由5個與物料直徑相同的小圓構(gòu)成環(huán)形物料存儲區(qū)，依次用白色字體標(biāo)識為A、B、C、D、E。物料目標(biāo)區(qū)：位于以場地中心為圓心、半徑為780毫米的同心圓環(huán)上，如圖1所示，同心圓輪廓線顏色為50％灰度，線寬為2毫米，從圓環(huán)（物料目標(biāo)區(qū)）中心向外，半徑分別為30毫米、46毫米、62毫米、78毫米、94毫米、110毫米、126毫米、142毫米、158毫米、174毫米，分值標(biāo)識分別為10、9、8、7、6、5、4、3、2、1，字體高度10毫米，宋體，加粗（除了黑色中心圓10字樣為白色外），其中5個中心圓從左到右依次填充為綠色、白色、紅色、黑色、藍(lán)色；搬運(yùn)輔助線：場地中的黑色線均可作為循跡輔助線，其線寬為20毫米。機(jī)器人在分揀搬運(yùn)過程中也可以不采用循跡方式；三基色標(biāo)定柱：場地四角標(biāo)識有①、②、③、④的位置，每個區(qū)域的半徑為160毫米，如圖1所示，標(biāo)定柱的直徑為50毫米、高度為90毫米、分為三等份，1號區(qū)域的標(biāo)定柱三部分顏色從上至下顏色依次標(biāo)識為紅色、綠色和藍(lán)色，2號區(qū)域的標(biāo)定柱三部分顏色從上至下顏色依次標(biāo)識為綠色、藍(lán)色和紅色，3號區(qū)域的標(biāo)定柱三部分顏色從上至下顏色依次標(biāo)識為藍(lán)色、紅色和綠色，4號區(qū)域的標(biāo)定柱三部分顏色從上至下顏色依次標(biāo)識為紅色、藍(lán)色和綠色，其制作材質(zhì)和制作工藝和物料制作一致。物料制作物料數(shù)量：加工制作15個直徑為40毫米、高度為40毫米的圓柱形料塊，3個一組，分為5組，顏色分別為綠色、白色、紅色、黑色、藍(lán)色；制作方法（推薦）：購買外徑為40毫米的白色PVC水管，制作高度為40毫米的物料，側(cè)面用五色噴繪不干膠粘貼，并且保證物料為空心。細(xì)則二比賽任務(wù)比賽要求：參賽機(jī)器人應(yīng)依次完成兩個任務(wù)：任務(wù)一為將五個不同顏色物塊中的三個物塊分揀搬運(yùn)至目標(biāo)區(qū)對應(yīng)的顏色區(qū)域中；任務(wù)二為將比賽場地中F、G物料區(qū)中共計(jì)10個物塊搬運(yùn)至相對應(yīng)的顏色所指示的目標(biāo)區(qū)（如綠色物料搬運(yùn)到綠色目標(biāo)區(qū)，以此類推）。比賽抽簽：比賽之前，在現(xiàn)場工作人員組織下，參賽隊(duì)員從放在暗盒中的五個不同顏色（綠、白、紅、黑、藍(lán)）的物料，按每次抽取一個的方式依次抽出，實(shí)時記錄抽出順序，分別決定任務(wù)一須搬運(yùn)的三個物塊顏色（依次抽取之后，選擇第一次、第三次、第五次所抽顏色物塊分別放置在環(huán)節(jié)一所對應(yīng)A、C、E物料放置區(qū)）；同時決定任務(wù)二所對應(yīng)的F、G物料區(qū)A、B、C、D、E物料顏色順序（即按照抽取時的顏色順序依次放置）。比賽任務(wù)：在抽取物料前，參賽隊(duì)員有最長1分鐘的賽前準(zhǔn)備時間。準(zhǔn)備時間到，參賽隊(duì)派一名參賽隊(duì)員抽取物料。待工作人員按抽取順序?qū)⑽锪戏胖猛瓿珊?，機(jī)器人從出發(fā)區(qū)出發(fā)，將A、C、E位置上擺放的物料，搬運(yùn)到相對應(yīng)的顏色所指示的目標(biāo)區(qū)（如黃色物料搬運(yùn)到黃色目標(biāo)區(qū)，以此類推）；任務(wù)一結(jié)束之后（要求任務(wù)一必須有得分，方可進(jìn)行任務(wù)二的比賽），參賽機(jī)器人可以自行規(guī)劃路徑將F、G兩個儲料區(qū)中共計(jì)10個物塊分揀搬運(yùn)至對應(yīng)顏色的目標(biāo)區(qū)域，每次所取物塊數(shù)量和路徑不限。比賽時間：比賽時間車型賽最長為5分鐘。如果超出比賽時間，機(jī)器人仍未返回出發(fā)區(qū)，則由現(xiàn)場裁判決定是否終止比賽。仿人競速機(jī)器人比賽規(guī)則一、比賽目的設(shè)計(jì)一個小型關(guān)節(jié)機(jī)器人，模仿體育運(yùn)動的田徑比賽項(xiàng)目，在比賽場地內(nèi)完成規(guī)則要求的仿人競速比賽任務(wù)。比賽成績?nèi)Q于機(jī)器人行進(jìn)的速度或跨越的距離，比賽排名由機(jī)器人通過的路段長度和走過這一路段所用時間確定。二、比賽任務(wù)在比賽場地上，小型仿人機(jī)器人從起跑線出發(fā)，沿環(huán)形賽道中線，通過雙足直立步行方式行進(jìn)一圈到達(dá)終點(diǎn)線。行進(jìn)過程中，機(jī)器人倒地，在沒有出界的情況下，可重新爬起來繼續(xù)進(jìn)行比賽。三、比賽規(guī)則規(guī)則一機(jī)器人比賽比賽場地場地圖紙圖1競速標(biāo)準(zhǔn)賽場地圖紙場地尺寸1．場地為長方形，其長×寬為3660mm×2440mm。2．賽道為環(huán)形（如圖），由2條直線和2個半圓構(gòu)成，賽道中線長為7278mm。場地標(biāo)識1.賽道寬度為500mm，賽道外邊線距場地外緣的最小距離為200mm。2.彎道內(nèi)邊線、中線和外邊線的圓周半徑分別為520mm、770mm和1020mm。3．場地圖紙標(biāo)識，有賽道中線、邊線（內(nèi)邊線或外邊線）和起跑線（終點(diǎn)線）。4．在賽道的“內(nèi)邊線”的內(nèi)側(cè)和“外邊線”外側(cè)，標(biāo)識出與起跑線相隔距離的相對值，用于幫助認(rèn)定和記錄“機(jī)器人走過的距離”。比賽場地1．將場地圖紙直接平鋪在比賽場館的室內(nèi)地面上，其地面的材質(zhì)以比賽場館的室內(nèi)地面為準(zhǔn)。即從2018年開始使用噴繪圖紙（其材質(zhì)和搬運(yùn)比賽場地圖紙的材質(zhì)相同），不再使用木制場地。2．正式比賽時的比賽場地以承辦方提供的實(shí)際場地為準(zhǔn)；3．參賽機(jī)器人必須適應(yīng)承辦方提供的比賽場地機(jī)器人結(jié)構(gòu)與制作機(jī)器人結(jié)構(gòu)1．競速機(jī)器人是一種類人的仿人機(jī)器人，必須有明顯的頭、手臂、軀干和雙足等部分，與人體的結(jié)構(gòu)比例相協(xié)調(diào)。要求機(jī)器人的頭部有1個自由度，手臂至少有2個自由度，行進(jìn)過程中有明顯的比較協(xié)調(diào)的擺頭和擺臂動作。2．競速機(jī)器人要朝著類人的腿部結(jié)構(gòu)進(jìn)化，規(guī)定機(jī)器人的每條腿上必須至少設(shè)置三個水平向自由度和一個豎直向自由度（即3個水平軸和1個豎直軸）。該豎直軸用于改變機(jī)器人的前進(jìn)方向，安裝在機(jī)器人腿部的位置不作限制（可靠近腳底板，可靠近大腿根，也可在腿的中部）。3．競速機(jī)器人的雙足結(jié)構(gòu)是類人的平板腳，要求雙足必須符合人腳形狀、近似矩形的平板腳。當(dāng)機(jī)器人站立時，從上面看，連接腳底板最外沿的連線不重合。例如，競步機(jī)器人使用的交叉足印是違背規(guī)則、不允許使用的典型實(shí)例。4．機(jī)器人單足尺寸（即機(jī)器人單足腳底板和其上安裝的輔助器件，共同構(gòu)成機(jī)器人的單足。相當(dāng)于人類的腳底板和腳指頭構(gòu)成人類的腳一樣）不大于(長)150mm×(寬)100mm。機(jī)器人其他部分的尺寸不限。機(jī)器人控制1．機(jī)器人采用通過微控制器的自動控制方式，依靠搭載在機(jī)器人本體的微控制器、傳感器等來感知周圍環(huán)境，不允許依靠外部設(shè)備運(yùn)行或感測進(jìn)行計(jì)算或引導(dǎo)，不允許機(jī)器人有物線拖地，不允許機(jī)器人有導(dǎo)線與外部系統(tǒng)相連；2．機(jī)器人的控制程序，必須在上場比賽前一次寫入、可多次重啟運(yùn)行。裁判員必要時可要求進(jìn)行重啟檢查。賽場比賽中間，不允許改寫程序。機(jī)器人行走1．機(jī)器人的雙臂擺動，協(xié)調(diào)配合雙足行走，有明顯的擺臂動作；2．機(jī)器人的雙足行走，采用雙足直立步行方式，禁止以蹲姿方式步行；3．機(jī)器人的行走步速，要求機(jī)器人勻步速行進(jìn)，禁止以多步子快跑、暫停時判斷的方式行進(jìn)；4．競速機(jī)器人要朝著類人的行走步態(tài)進(jìn)化（走起路來要像人一樣走路），因此要求設(shè)計(jì)的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)必須是可以實(shí)現(xiàn)即能彎曲又能伸直。規(guī)定靜態(tài)時機(jī)器人腿部的水平向自由度中兩個相臨關(guān)節(jié)最大展開角度不小于120°。禁止事項(xiàng)1．要求機(jī)器人采用雙足直立步行方式行走，禁止機(jī)器人采用蹲姿方式步行。所謂蹲姿，是指從側(cè)身看去機(jī)器人腿部各關(guān)節(jié)之間打開幅度有小于100°的情況；2．要求機(jī)器人勻步速行進(jìn)，禁止以多步子快跑、暫停時判斷的方式行進(jìn)；3．要求機(jī)器人采用通過微控制器的自動控制方式，禁止比賽進(jìn)行期間使用任何通訊設(shè)備；4．要求機(jī)器人在上場比賽前寫入，禁止在比賽過程中改寫程序。必要時，可進(jìn)行機(jī)器人重啟檢查；6．要求機(jī)器人依靠搭載在機(jī)器人本體的電池供電，禁止依靠外部電源供電。比賽計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)比賽時間標(biāo)準(zhǔn)賽：規(guī)定比賽時間≤4分鐘；完成賽程比賽成績1．機(jī)器人面向彎道方向（逆時針方向）站在起跑線后，裁判發(fā)令計(jì)時開始，啟動機(jī)器人。機(jī)器人的某只單足壓上終點(diǎn)線，計(jì)時結(jié)束，記錄比賽時間。比賽時間越短，則排名越靠前。賽前檢查檢查內(nèi)容1．目測檢查：機(jī)器人的仿人結(jié)構(gòu)、腳板結(jié)構(gòu)；2．單足尺寸：不超過(長)150mm×(寬)100mm；3．其它檢查：裁判認(rèn)定需要檢查的其它指標(biāo)。規(guī)則二比賽進(jìn)程1．賽前要求：所有比賽隊(duì)伍，必須提供WORD電子版本的技術(shù)報告（含機(jī)械設(shè)計(jì)方案、硬件電路方案、主要算法、競賽策略等），技術(shù)報告電子版本按要求拷貝至主辦方指定的電腦中；2．比賽過程：參賽隊(duì)以報名注冊順序決定出場順序。賽制采用一輪比賽、一次上場機(jī)會。對于第一輪比賽后沒有成績（行走距離為0）的參賽隊(duì)，才能進(jìn)行第二輪比賽（第二輪只有一次上場機(jī)會）。當(dāng)一輪比賽全部完成后，將沒有成績的隊(duì)伍集中起來，按原來比賽順序依次比賽。3．比賽成績排序：完成賽程的參賽隊(duì)以比賽時間由小到大依次排序。隨后，沒有完成賽程的參賽隊(duì)以機(jī)器人走過的路程由大到小排序，當(dāng)路程相等時以對應(yīng)的比賽時間由小到大排序。最后是參加第二輪比賽的參賽隊(duì)排序。若出現(xiàn)最終成績一樣的參賽隊(duì)，則這些參賽隊(duì)加賽一場。舞蹈機(jī)器人比賽規(guī)則一、比賽任務(wù)設(shè)計(jì)多個（至少2個、最多不超過5個）小型仿人機(jī)器人，模仿人類的各種舞蹈，采用自主行走方式腳踏場地（禁止站立車上實(shí)現(xiàn)行走）完成參賽隊(duì)設(shè)定的比賽任務(wù)。在方案設(shè)計(jì)、樣機(jī)制作、動作編排的一系列過程中，參賽隊(duì)要注重突出：機(jī)器人外形相似程度、舞蹈主題的展現(xiàn)、舞蹈動作的編排、舞蹈與場景的搭配、舞步與音樂的搭配、場地空間的運(yùn)用、推廣應(yīng)用的價值等方面。二、比賽規(guī)則規(guī)則一機(jī)器人比賽比賽場地場地尺寸1.場地尺寸：3m×3m的正方形；2.場地材質(zhì)：綠色地毯。場地制作1.場地鋪設(shè)：使用綠色地毯鋪設(shè)在比賽場館地面上形成一個平坦區(qū)域；2.場地邊線：使用約24mm寬條形狀的白色美紋紙鋪出3m×3m的正方形場地邊線。場景設(shè)施1.參賽隊(duì)自己攜帶用于場景布置的設(shè)施，可在準(zhǔn)備時間內(nèi)有序放置在3m×3m的比賽場地的設(shè)定區(qū)域內(nèi)；2.在進(jìn)行場景的布置和使用過程中，參賽隊(duì)員和機(jī)器人不能損壞比賽場地，避免出現(xiàn)影響后續(xù)比賽正常進(jìn)行的情況發(fā)生。參賽隊(duì)在場景的設(shè)計(jì)與制作過程中要充分考慮到這個問題。音樂設(shè)備1.參賽隊(duì)自己攜帶筆記本電腦和便攜式音箱，可在準(zhǔn)備時間內(nèi)有序放置在位于比賽場地外的一個裁判指定的放置區(qū)域內(nèi)；2.比賽現(xiàn)場不提供用于播放舞蹈配音的設(shè)備，如筆記本電腦和便攜式音箱等設(shè)備。參賽隊(duì)要將平時用到的音樂設(shè)備隨機(jī)器人一起帶到比賽現(xiàn)場。場地條件1.比賽場地的使用條件以承辦方提供的實(shí)際場地為準(zhǔn)；2.比賽現(xiàn)場的照明條件以承辦方提供的實(shí)際條件為準(zhǔn)；3.參賽機(jī)器人必須適應(yīng)承辦方提供的比賽場地。機(jī)器人結(jié)構(gòu)與制作機(jī)器人結(jié)構(gòu)雙足仿人賽：參賽機(jī)器人必須有明顯的頭、手臂、軀干和雙足等部分，與人體的結(jié)構(gòu)比例相協(xié)調(diào)。機(jī)器人腰部以下要大于總高度的一半。雙足仿人賽機(jī)器人規(guī)格1．機(jī)器人尺寸不超過（長）300mm×（寬）200mm×（高）500mm。規(guī)定機(jī)器人正面往前、立正姿勢站立時，正對機(jī)器人看去，左右為長度方向，前后為寬度方向，上下為高度方向；2．機(jī)器人單足尺寸不超過（長）80mm×（寬）150mm；規(guī)定機(jī)器人正面往前、立正姿勢站立時，正視機(jī)器人單足看去，左右為長度方向，前后為寬度方向；3．機(jī)器人重量不超過3Kg機(jī)器人制作1．舞蹈機(jī)器人不限制自由度數(shù)，要求自主式脫線控制。2．參賽機(jī)器人可以是參賽隊(duì)自主設(shè)計(jì)和手工制作的機(jī)器人，也可以是參賽隊(duì)購買套件組裝調(diào)試的機(jī)器人。即允許這兩種情況的機(jī)器人同場比賽。比賽過程比賽時間1．準(zhǔn)備時間≤1分鐘；2．比賽時間不短于4分鐘、不超過5分鐘。比賽過程1．進(jìn)入1分鐘準(zhǔn)備時間，布置場景設(shè)施和音樂設(shè)備；2．準(zhǔn)備時間到，參賽隊(duì)員示意，裁判發(fā)令開始比賽；3．比賽完成后，參賽隊(duì)員將場景設(shè)施和音樂設(shè)備搬出場地。旋翼機(jī)器人比賽規(guī)則一、比賽目的設(shè)計(jì)一個多旋翼機(jī)器人，模擬實(shí)現(xiàn)大型多旋翼無人機(jī)自主飛行，并完成物料搬運(yùn)與定點(diǎn)投放、自主識別降落區(qū)、循線飛行、安全精準(zhǔn)著陸等任務(wù)。通過比賽，參賽選手應(yīng)當(dāng)了解多旋翼機(jī)器人的基本概念、飛行原理，掌握多旋翼機(jī)器人的基本操控步驟與技巧，進(jìn)一步了解飛行機(jī)器人的位姿估計(jì)、導(dǎo)航定位、飛行控制、任務(wù)規(guī)劃等知識，并在實(shí)踐中加深理解。通過比賽，參賽選手還將提高自己的動手操作能力、理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力、與隊(duì)員之間溝通合作的能力等。二、比賽項(xiàng)目1.小型四旋翼賽2.中型四旋翼賽三、比賽任務(wù)1．小型四旋翼賽：設(shè)計(jì)一個小型四旋翼機(jī)器人，要求具備四旋翼無人機(jī)的起降、