机器人——A类:双足人形机器人或多足仿生类机器人竞赛规则

A 类:双足人形机器人或多足仿生类机器人
1  机器人界定
机器人运动按照类人型(双足)或仿生类(多足)进行,不得使用轮式或履带等其他方式进行行走运动,其他外观形态无特殊要求,如图所示。
2  主题简介
“搬运物品”任务是模拟双足或多足机器人搬运物品的过程。考察选手对机器人步态、多关节运动等方面编程知识的掌握程度。
3  场地与环境
3.1  场地构成
比赛场地为长方形,长宽尺寸是2100mm*1200mm,比赛场地如平铺在地面上,四周不需要围栏,否则场地四周需有高度为100mm的围挡。场地材质是喷绘布或刀刮布。为便于说明,俯视图中场地各区域添加了颜与文字,实际场地图中各区域无块填充与文字,如图1、图2所示。
图1 场地的俯视图及功能区示意图
图2 场地尺寸示意图
3.2  赛场环境
机器人比赛场地环境为低照度。由于一般赛场环境的不确定因素较多,例如: 免清洗助焊剂场地纸不平整、地板上有裂缝、光照条件有变化等,参赛队在设计机器人时应考虑各种应对措施。比赛场地尺寸的允许误差是±10mm,参赛队设计机器人时必须充分考虑。
3.3  任务道具
方块:棱长100mmEVA材质立方体重约40(±10)克,有红、绿、蓝三种颜各1个。各组编程调试前由裁判组指定参赛选手抽取方块颜与初始位置,一种抽签情况如图3
图3 场地任务位置(高中组)示意图
3.4  任务描述
偏心轮机构3.4.1  小学组:要求机器人须以抓取方块的方式从摆放区将一个方块调试前抽签决定颜与位置)送至堆叠区(调试前抽签决定位置)。机器人在启动区通过非接触方式启动(出发前机器人垂直投影不得超出启动区黑线),机器人做“挥臂”动作以示任务开始,抓取方块,移动至方块堆叠区后,机器人与方块脱离后做出“旋转一周”动作,任务完成,同时停止计时。
3.4.2  初中组:要求机器人须以抓取方块的方式从摆放区逐个将二个方块调试前抽签决定颜与位置)送至堆叠区(调试前抽签决定位置)。机器人在启动区通过非接触方式启动(出发前机器人垂直投影不得超出启动区黑线),机器人做“挥臂”动作以示任务开始,抓取方块,移动至方块堆叠区后,放下方块后继续搬运方块并进行堆叠,机器人与压缩空气汽车方块脱离后做出“旋转一周”动作,任务完成,同时停止计时。
3.4.3  高中组:要求机器人须以抓取方块的方式从摆放区逐个将三个方块调试前抽签决定颜与位置)送至堆叠区(调试前抽签决定位置)。机器人在启动区通过非接触方式启动(出发前机器人垂直投影不得超出启动区黑线),机器人做“挥臂”动作以示任务开始,抓取方块,移动至方块堆叠区后,放下方块后继续搬运方块并进行堆叠,机器人与方块脱离后做出“旋转一周”动作,任务完成,同时停止计时。
4  名词解释
启动区:长宽300mm*300mm的区域表示机器启动位置。参赛机器在赛前可放置在启动区内任意区域,但机器人的垂直投影不得超出启动区黑线。
场地要素:与比赛场地有关的一切物品。
方块摆放区:中心点相距200mm的长宽100mm*100mm的正方形(现场抽签决定位置)。
方块堆叠区:中心点距启动区中心点1600mm处的长宽200mm*200mm的正方形(现场抽签决定位置),正方形中心点相距350mm。
机器人:比赛开始前,参赛队放在场上的已通过检查的所有物品。
比赛:每场比赛为自动程序比赛,总时长是300秒。
影响比赛:导致一场比赛得分改变的情况。
取消比赛资格:对违反规则的参赛队给予的犯规处罚。在裁判长的酌定下, 反复犯规和被取消比赛资格的某一参赛队可能被禁止参加所有后续场次的比赛。
5  机器人
5.1  机器人硬件要求
5.1.1  机器人的外形可以是类人型或仿生类,外形无特殊要求。
高频淬火工艺
5.1.2  机器人只能使用一个可编程处理器,对传感器的使用无数量及类型限制。
5.1.3  机器人必须使用电池供电,其电压不超过12V。
5.1.4  机器人在启动区时长、宽和高分别不超过300mm、300mm和400mm, 在完成任务的过程中其尺寸不做限制。
5.1.5  在不影响比赛的基础上,机器人可进行个性化的装饰,以增强其表现力和辨识度。
5.1.6  在不影响比赛的基础上,参赛选手可预先使用金属或塑胶材料改造机器人手部零件,辅助夹取方块。改造的零件不能含有锋利或针刺结构,避免破坏方块或场地。
5.1.7  在不破坏场地的情况下,机器人足底可粘贴附着物以增加摩擦力。
施密特触发器芯片
5.2  机器人软件要求
机器人编程环境不限,所有动作程序均需参赛队员自行编写。
6  比赛
6.1  参赛队
每支参赛队由2名学生和1名教练员组成。参赛队员应以积极的心态面对和自主地处理在比赛中遇到的所有问题。
6.2  赛制与赛程
6.2.1  比赛将按小学、初中、高中三个组别分别进行。
6.2.2  比赛两轮,每轮300秒。最终成绩为两轮相加,取总分。
6.2.3  比赛分三个阶段,编程与调试阶段、机器人封存阶段、竞赛阶段。
6.2.4  编程与调试阶段:总时长90分钟,参赛选手自己编写程序并调试机器人。
6.2.5  机器人封存阶段:编程与调试结束后,参赛选手由裁判员协助在机器人醒目处张贴队伍编号后,上交机器人统一封存。
6.2.6  竞赛阶段:竞赛分两轮。参赛队确认准备好后须举手示意,裁判员发出指令后,选手方可启动机器人。在裁判员发出指令前启动机器人将受到警告或犯规处罚。机器人一旦离开启动区,选手不能再触碰机器人。
6.2.7  机器人从启动区出发后,完成方块搬运、堆叠任务(各组别任务数量不同, 详见3.4)。
6.3  编程、调试
6.3.1  编程与调试只能在调试区进行。
6.3.2  参赛队员检录后方能进入准备区。裁判员对参赛队携带的器材进行检查, 所用器材必须符合组委会相关规定与要求。参赛队员可以携带已搭建的两台机器人进入准备区。队员不得携带U盘、光盘、无线路由器、手机、相机等存储和通信器材。
6.3.3  整场比赛参赛队员有90分钟编程和调试的时间。结束后,各参赛队在指定位置封存机器人,在本队第一轮比赛结束前将不得再修改程序和硬件设备。
6.3.4  参赛队在本队第一轮比赛结束后,允许在准备区维修机器人和修改控制程序, 但不能打乱下一轮出场次序。
6.4  赛前准备
6.4.1  每轮比赛前,参赛队伍必须按时到达赛场。在规定时间内未到场的参赛队伍将被视为弃权,成绩记为0分。
6.4.2  每支参赛队可有2名队员进入比赛区,站立在待命区附近。
6.4.3  每轮比赛开始前,机器人必须放在启动区中。
6.4.4  到场的参赛队员应抓紧时间做好启动前的准备工作(例如,将机器人恢复到初始状态等)。
6.4.5  完成准备工作后,队员须向裁判员举手示意。
6.5  启动与比赛
6.5.1  裁判员确认两个参赛队员均已准备好后,将发出“5、4、3、2、1,开始”的倒计数启动口令。随着倒计时的开始,操作手听到开始命令的第一个字, 即可以采用非接触方式启动机器人,也可以采用手持式控制器启动机器人。启动后,手持式控制器须放置在地面上且裁判可见。在本轮比赛完成前,选手不得再次触碰手持式控制器。
6.5.2  比赛开始前,所有得分物品均应放置在抽取的位置。
6.5.3  比赛开始前,机器人长、宽、高不得超出300mm、300mm、400mm,垂直投影不得超出启动区黑线。比赛一旦开始,机器人可以伸展,尺寸不受限制。影响比赛的犯规将导致取消比赛资格。裁判长可决定取消受到多次警告的参赛队的比赛资格。
6.5.4  在“开始”命令前启动机器人将被视为“误启动”并受到警告或犯规处罚。
6.5.5  机器人一旦启动,就只能受自带的控制器中的程序控制。
6.5.6  比赛开始后,如果机器人的任意部件在比赛中根本没动,操作手可以处理自己的机器人。只允许下列原因接触机器人:
(1)给机器人接电或断电。
(2)插入电池或电源扩展器。
(3)接触机器人电脑屏幕,例如启动程序。禁止操作手在机器人运行过程中有意接触比赛物品和场地要素。
6.5.7  机器人在300秒内,可尝试完成所有任务以获得更多的分数,时间不暂停。比赛期间,已被改变位置与状态的的得分物品,不得手动恢复至初始状态。
6.5.8  机器人在比赛过程中,垂直投影完全离开场地,则比赛结束,由裁判员统计已完成任务得分。
6.6  暂停
比赛中,参赛队均不得叫暂停。
6.7  比赛结束
6.7.1  每轮比赛总时间为300秒。
6.7.2  裁判员宣布本轮比赛结束后,参赛选手不得触碰机器人与得分物品。裁判员统计本轮得分,参赛队员确认成绩无误后,均须签字。
6.7.3  主裁判发出“清理场地”的信号后,参赛队员才能进入比赛场地搬动自己的机器人。裁判员和志愿者将场地得分物品恢复到启动前状态,参赛队员应立即将自己的机器人搬回准备区。
6.8  计分标准
6.8.1  启动1:机器人非接触方式启动后,完成“挥臂”,得10分。
6.8.2  启动2:机器人垂直投影完全离开启动区,得10分。
6.8.3  搬运1:机器人以抓取方式将方块垂直投影与初始摆放位置完全脱离,每个得10分。
6.8.4  搬运2:机器人以抓取方式将方块移动到堆叠区,如方块垂直投影部分与堆叠区接触,每个得10分,属于低得分;如方块垂直投影完全与堆叠区接触,每个得20分,属于高得分。(计分方式如图4)
图4 方块搬运得分示意图
6.8.5  堆叠:机器人以抓取方式将方块移动到堆叠区,方块搬运2得分有效的情况下,方块处于堆叠状态且不与场地纸有任何接触,每个得20分。(计分方式如图5)
图5 方块堆叠得分示意图
6.8.6  结束:机器人至少完成1次搬运2任务且得分有效,做出“旋转一周”动作,得10分。
6.8.7  比赛结束时,均以任务道具静止状态计分。如比赛结束时,任务道具与机器人未脱离,则得分无效。
6.9  犯规与取消比赛资格
6.9.1  经过催促仍未准时到达比赛区的参赛队将取消其比赛资格。
6.9.2  参赛队员第一次误启动将受到裁判员警告,第二次误启动将按弃权处理。
6.9.3  机器人一次性只能抓取一个方块。如一次抓取多个方块,比赛立即结束,之前得分有效。
6.9.4  机器人未能通过抓取方式将方块垂直投影与初始摆放位置完全脱离,该方块后续得分均无效。
激光器芯片
6.9.5  机器人搬运方块至堆叠区过程中,方块必须与场地纸无接触,否则该方块后续得分均无效。

本文发布于:2024-09-22 03:43:45,感谢您对本站的认可!

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