机器人灭火比赛规则.docx

第一届上海星光杯机器人大赛 比赛规则机器人灭火比赛规则1.竞赛目的 制造一个计算机控制的机器人在一间平面结构房子模型里运动，找到一根蜡烛并尽快将它熄灭，这个工作受多个因素影响，它模拟了现实家庭中机器人处理火警的过程,那个蜡烛代表家里燃起的火源，机器人必须找到并熄灭它。2.房子平面结构和特性 附件A为比赛场地平面结构图，图中的尺寸是近似的，真实的尺寸与给定值可相差2cm以内。 比赛场地的墙壁33cm高，由木头做成。墙壁刷成白色。比赛场地的地板将是被漆成黑色的光滑木制表面。地板的接合处要平整并漆上同样的黑色，不过不必非常平整，只要保证机器人可以处理0.3cm的不连续区域就可以了。场地中所有的走廊和门口宽都是46cm。门口并没有门，而是一个46cm的开口，将会有一个白色的2cm宽的白色带子或白漆印迹表示房间入口。 比赛场地的地板是黑色的，但是有一些机器人可能用泡沫、粉末或者其他的物质来熄灭蜡烛的火焰，所以每一个机器人比赛后会尽可能清洗好场地，但是不能保证地板在整个比赛过程中都保持黑色。 机器人将从一个标有“H”的代表起始位置的圆圈开始（见附件A）。真实的代表起始位置的白圈是实心的，不标记“H”。30cm直径的白色圆圈在46cm走廊的中心，也就是说在圆圈和墙壁之间将有 8cm的空间。因此圆圈圆心在离两边墙壁24cm的地方。机器人必须在圆圈中启动。3.场地照明 比赛场地周围的照明等级在比赛时才能确定。参赛者在比赛期间有时间了解周围的灯光等级及标定机器人。在在第一天调试设定后，比赛的照明将不会再调整来满足个别竞赛者的要求。比赛的挑战之一就是要求机器人能够在一个含不确定照明、阴影、散光等实际情况的环境中运行。4.机器人运行 机器人一旦启动，机器人必须在没有人的干预下自己控制，也就是说是自主控制，而非人工控制。 机器人在运行过程中可以碰撞或接触墙壁，但是不能标记和破坏墙壁，如果碰到墙壁将会受到处罚。机器人不能在比赛场地中留下任何可以帮助它运行的标记。如果裁判认为机器人故意破坏了比赛场地（包括墙壁），机器人将被取消资格，当然这不包括运动中意外的标记或刮擦。 机器人在熄灭蜡烛前必须已经找到了它，而不是碰巧喷出CO2熄灭了蜡烛。 5.熄灭蜡烛 机器人不能运用任何破坏性的或危险的方法来熄灭蜡烛。它可以运用类似水、空气、CO2等,禁止使用任何危险的或可能破坏比赛场地的方法或物质。比如通过使燃放爆竹产生冲击来使蜡烛熄灭等，也不能通过碰倒蜡烛而使蜡烛熄灭。 蜡烛在燃着时不允许被撞倒。为了使蜡烛不因水或空气而轻易倒下，我们把它放在木质基座上。 机器人扑灭蜡烛的过程中的所造成的混乱（水、发酵粉、生奶油等）将在比赛间歇被裁判员清理干净。 近来灭火技术发展可以使机器人在很远的地方扑灭蜡烛，这种在很远距离扑灭蜡烛的能力与建造机器人寻找发现火焰的智能比赛目的不相符。为了使竞赛回到原来的目的上，机器人在试图扑灭火焰前必须到距火焰30cm以内。在距离火焰30cm的圆上有一条2.5cm宽的白线，机器人在扑灭火焰之前必须有一部分在圆圈内。为了使围绕蜡烛的圆圈不会碰到代表门的线，蜡烛必须离门口足够远。6.机器人尺寸 机器人最大的尺寸必须是31cm×31cm×31cm。机器人不能看到建筑物墙壁另一面的东西，机器人在比赛时不能分离，且永远不能超出允许的31cm范围。 如果机器人有触角探测物体或墙，这些触角也算做机器人的一部分。 假如参赛者想在机器人上加旗帜、帽子或其他纯装饰性的没有任何作用的部分，必须保证所加的东西对机器人的运行没有影响。7.机器人的重量 对机器人的重量没有限制。 8.机器人的建造材料 机器人的建造材料没有限制。9.蜡烛 蜡烛火焰的底部将离地面15cm到20cm高，这高度包括支持蜡烛的木质基座。火焰底部刚开始高出地面20cm或到离地面低于15cm高度时将换一根蜡烛。蜡烛是直径大约为2cm粗的白蜡烛。蜡烛火焰的确切高度和尺寸是不确定的、变化的，由蜡烛条件和周围的环境所决定，当蜡烛的火焰在上述的规格范围内，则要求机器人能发现蜡烛，而不管这时火焰具体是什么尺寸。 蜡烛将随机地放在比赛场地的一个房间里。在机器人所经历的3轮比赛中，蜡烛将被等概率的放在4个房间的任何一间。理想的情况在每轮比赛中将蜡烛放在不同的房间里以测试机器人的运行，但是也可以将蜡烛放在一个房间里两次。如果蜡烛第一轮和第二轮比赛时放在同一房间里，则应确保在第三轮也就是最后一次的比赛中蜡烛不放在那个房间里。因此在机器人3轮比赛中，蜡烛至少在两个房间里或三个房间里。蜡烛将被安装在一个漆成黄色的木质基座上(7cm×7cm×3cm)。这个基座用来防止蜡烛倾倒。10. 传感器在不违反其他规则和规范的情况下对传感器的型号、数量没有限制。禁止参赛者在墙上或地上放置任何标记、灯塔或反射物来帮助机器人导航。参赛者应意识到现代相机与摄象机通过发射红外光进行自动聚焦，比赛场地周围采用的是高压钠灯。如果机器人使用光线传感器找蜡烛或探测墙壁和家具，设计者应采取措施避免这些光源对它的影响。11. 电源大赛电源供给为220 V,50Hz。如果你的机器人或计算机需要电力，请带好足够长导线的插座。12. 导线如果机器人需要外部提供电源，应使导线足够长，可以让机器人可以到达比赛场地的每一个区域。导线可以拖在行进的机器人后面或者由裁判提在空中。13. 比赛顺序机器人通过编号来确定比赛先后次序。所有机器人必须按照排好的顺序进行比赛。在所有机器人进行完第一轮的比赛后再开始第二轮的比赛。 在两轮比赛之间参赛者可以调整、修改和修理机器人，但不允许更换机器人。前一个机器人比赛之后，后一个参赛者有1分钟时间进入赛场并启动自己的机器人。1分钟内没有准备好的机器人将丧失这次测试机会，但不影响剩下的比赛机会。比赛顺序一旦排好就不再改变。每一轮的比赛时间不是固定的，它取决于其他参赛者完成比赛的时间。 参赛队员进入比赛场地后，将机器人准备好之后放入比赛场地，示意裁判如何开动机器人，然后进行抽签确定蜡烛和家具的位置并放好，最后由裁判来启动机器人进行比赛。14. 比赛限制为了达到建造能发现并熄灭火源的机器人的比赛目的，在合理的时间内发现火源是非常重要的。机器人找到并熄灭蜡烛的最大时间限制是3分钟。在3分钟之后比赛将被终止。回家模式下机器人回家的最大时间是2分钟。如果机器人在比赛中进入转圈状态，并且转了5个同样的圈，则本轮比赛将被终止。任何时候机器人超过30秒没有移动，则比赛将被终止。机器人如果被终止比赛将得不到本轮分数，但不影响机器人下一轮比赛。在比赛中，机器人撞倒蜡烛或家具、机器人推动蜡烛或家具超过3cm，本轮比赛无成绩。15. 得分得分=（实际时间+罚分）×模式系数×房间系数在本次比赛中，每个参赛队伍有三轮比赛机会，最后成绩取三次得分中两次好的得分相加。最后得分最低的机器人是优胜者。最后得分的计算取决于以下阐述的许多因数。16. 运行模式 对于所有比赛，得分越低，成绩越好，最简单的运行方式是标准运行模式。参赛者可以选择5种运行模式中的一种或几种来减少本轮得分。标准运行 这种模式下，机器人运行在除了墙以外没有障碍物没有斜面的比赛场地上。机器人靠人工启动（开始寻找蜡烛）。在找到并熄灭蜡烛后，比赛结束。标准模式得分系数是1.0。声音启动 这种模式下，机器人不是由人工按按纽来启动，而是接收到3.04.0 KHz声音信号后启动。一旦机器人电源打开，只有发出声音机器人才会启动。如果没有接收到声音时机器人就启动，参赛者可以手拿声音发生装置在机器人周围任意距离的地方有五秒钟的时间完成机器人的启动。如错误地检测到周围房间的噪声（即使是其他赛场用于启动机器人的声音），那么这场测试仍然有效，但机器人将不作为声音启动模式来计分。如果机器人不能响应声音信号，那在本次测试中将不会给第二次机会（如再次按声音键）来运行声音启动模式，这种情况下，机器人就不能算声音启动方式了。比赛计时从声音信号发出时开始，而不是从机器人对声音信号做出响应开始。比赛中的发声器由参赛队员自备。声音启动模式的得分分数是0.95。回家模式 机器人熄灭蜡烛后回到代表起始位置的圆圈内。这里不要求按原路返回及选择最优路径，主要回去就行了，但在回家路上不能进到房间里。如果机器人的任何一部分进入代表起始位置的30cm白圈内并停下，就认为机器人回到了家中，而不必和刚开始的位置一样。如果机器人没有回到代表起始位置的圆圈中或回家时间超过2分钟，机器人就不能算回家模式了。 实际时间分数只包括机器人找到并熄灭蜡烛的时间，不包括机器人回家时间。回家模式的得分系数是0.8。非推测导航模式采用非推测航行法模式，将在比赛场地的走廊中加斜坡来改变到房间的距离。一条走廊上放一个斜坡，斜坡完全占满走廊。比赛中可能有多个斜坡。斜坡放在走廊上，而不放在房间里。斜坡的数量和位置在比赛中是变化的。斜坡高度不大于5cm。斜坡与地板的连接处是光滑的，没有台阶和激烈下降。机器人比赛开始前不知道斜面的确切尺寸与形状。斜坡的最大斜率是 13度。斜坡颜色和地板一样。非推测导航模式的得分系数是0.7。 家具模式这种模式下每个房间里有一件或多件家具。这件家具随意地放在房子里。机器人可以接触摸家具，但是不能推开家具。家具是用11.5cm直径的涂了半光泽黄色的钢柱，柱高30cm、重量大于2公斤。家具也许会挡住机器人看蜡烛的视线或者机器人要绕过家具才能发现蜡烛，这增加了比赛的趣味性、真实感和挑战性。家具模式的得分系数为0.5。17.处罚接触墙壁机器人用身体的任何部分或触角接触墙壁，不论是有意的还是无意的，都受处罚，一次加5分，机器人每贴着墙壁滑动2cm加1分。扑灭蜡烛后返回出发位置过程中接触墙壁不加分。接触蜡烛机器人用触角或身体的任何部分接触蜡烛或其机座，不论是有意的还是无意的都加50分。接触部分指机器人本体部分，不包括机器人用来灭火的水、气体或其他东西。18.房间系数为了使比赛更具真实性同时鼓励创造更聪明的机器人，我们有意增加了比赛的不确定性。机器人不知道蜡烛到底在四个房间中的哪一个里面！有时蜡烛就在机器人搜索的第一个房间里，有时在机器人搜索的第4个房间里。在第4个房间发现蜡烛要比在第1个房间发现蜡烛难度要大、要花更多的时间。为了减少运气的影响，我们引入了房间系数，房间系数乘以所用的时间才是最后的得分。机器人找到蜡烛前搜索的房间越多，房间系数值越小，得分就越少。搜索1个房间，房间系数为1.0搜索2个房间，房间系数为0.85搜索3个房间，房间系数为0.50搜索4个房间，房间系数为0.35机器人按什么顺序搜索房间并不重要。重要的是机器人找到蜡烛前搜索了多少房间。有些机器人的传感器非常灵敏，能在房间门口往里一看就知道里面是否有蜡烛，所以机器人接触门口白线就算机器人搜索了那个房间。重复搜索同一个房间，该房间将不被重复计算。19.可靠性灭火机器人的可靠性和它的快速性一样重要，三次灭火都成功的机器人最后得分减10%。（最后得分是机器人两次最好成绩之和）三次灭火都成功的可靠性系数为0.9，否则可靠性系数为1.0。21.安全如果比赛裁判认为机器人的行为对人员或设备有危险或可能有危险，他们可以在任何时候终止比赛。参赛机器人不能使用任何易燃易爆物质。H11046884246116116466222464646134886434808046464646250250附：比赛场地平面图(单位:cm)5