滅火機械人比賽規則

2021-09-22 20:39:38 字數 4994 閱讀 1503

一、任務

機械人滅火是模擬現實家庭中機械人處理火警的過程。

製作乙個由計算機程式控制的機械人,在一間模擬平面結構的房間裡運動,找到代表房間裡火災點的正在燃燒的蠟燭並盡快將它撲滅。

二、標準

1.模擬房子平面結構和特性

機械人滅火競賽的場地平面結構示意圖見《規則附件》。示意圖中的尺寸供練習和實踐時參考,競賽場地的實際尺寸與示意圖給定尺寸基本相同,但允許有1cm範圍內製作誤差。最終競賽場地以當天現場提供為準。

模擬房間的牆壁高33cm,材質為木板。牆壁為白色。競賽場地地板為黑色的光滑木製表面。

地板允許有介面,但接合處平整並為同樣的黑色。有一些機械人可能採用泡沫、粉末或者其他物質來撲滅蠟燭火焰,所以當每一場競賽後應清理場地。不保證每乙個機械人在該次競賽過程中,地板都能保持完全黑色。

競賽場地模擬房間裡的整體地面是水平的,沒有斜坡和樓梯。場地平整度要求:在不連續區域小於0.3cm水平誤差。

房間所有走廊和門框的寬度均不小於46cm。門框上沒有門,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。

機械人必須從競賽場地中代表起始位置的白色正方形中開始啟動,如示意圖中標有「h」的正方形,代表起始位置。實際競賽場地並不標記「h」。

代表起始位置的白色正方形為30cm×30cm邊長,正方形的對角線交點將設在46cm走廊的縱向中心線上。

參賽選手可以用一些裝置來校正機械人在正方形中的位置。一旦啟動,它可以在競賽場地中向所希望的橫向或縱向運動。

2.場地照明

競賽場地周圍的照明等級根據比賽實際場地條件確定。

參賽者在競賽前將有時間了解場地及周圍環境燈光等級。競賽期間的照明條件是相對穩定不變的,因此,不會為遷就個別競賽者的要求進行調整。機械人滅火競賽具有一定挑戰性的特點之一就在於機械人應能夠在乙個含不確定照明、陰影、散光等實際情況的環境中執行。

3.機械人

機械人的整體外形尺寸在出發前和任務完成後都應在30cm×30cm×30cm之內,包括機械人的觸角、探測物及裝飾物。

對機械人的重量不作限制。

4.蠟燭

蠟燭的火焰代表房間內機械人試圖找到並撲滅的火源。火源的火焰位置有效高度(指火焰底部距場地表面的距離)在15cm至20cm之間,火焰本身高度將控制在2cm至3cm之間。否則,將會調整或更換蠟燭。

蠟燭是直徑1-2cm的白蠟燭。

當蠟燭的火焰位置在上述的有效高度範圍內,機械人啟動之後,不管此後蠟燭火焰具體高度是多少,要求機械人能發現火焰。

蠟燭被安裝在乙個7cm(長)×7cm(寬)×3cm(高)的塗了半光澤黃色的木質基座上。

5.感測器

在沒有與其他規則和規範有牴觸的情況下,對感測器的型號沒有限制。

6、電源

機械人輸入電壓不超過13v。

7、家具

競賽場地內有一件模擬家具。由抽籤確定房間號之後,這件模擬家具將擺放在該房間的示意位置。機械人可以接觸模擬家具。

模擬家具是乙個不大於12cm直徑的塗了半光澤黃色的圓柱,柱高30cm、重大於3公斤。

三、規則

1.機械人執行

機械人一旦啟動必須在沒有參賽選手的干預下自動控制,即:機械人必須是由計算機程式控制,而非人工現場控制。

機械人在執行過程中可以碰撞或接觸牆壁,但是不能標記和破壞牆壁。當機械人經過競賽場地時不能把任何東西留在後面,並且不能在競賽場地留下任何可以幫助它執行的標記。如果裁判認為機械人編制的程式是在故意衝撞競賽場地(包括牆壁和模擬家具),該機械人將被取消參賽資格或成績。

機械人搜救:在高中組比賽中,將列入搜救模式及回家模式。

機械人滅火後才能進行搜救。

搜救物件放在火源房間中。在房間中靠牆壁,有一條內側直徑為15cm、半圓形、寬2.5cm的白線,搜救物件是乙個位於半圓圓心位置的白色豎立的膠卷盒。

機械人在進入白圈後,必須做出搜救動作,拾起膠卷盒(完全離開地面)並離開房間才算作有效搜救。在「回家」途中如果搜救物件沒有被攜帶或中途丟失,則判回家模式失敗。

2.熄滅蠟燭

機械人不能運用任何破壞性的或危險的方法來撲滅蠟燭。它可以運用水、空氣、co2等物質,或者使用機械方式,但是禁止使用任何危險的或可能破壞競賽場地的方法或物質。比如,不能通過燃放爆竹產生衝擊來使蠟燭熄滅,也不能通過碰倒蠟燭而使蠟燭熄滅。

蠟燭在燃燒時不允許被撞倒。如果機械人在進行滅火動作的過程中碰撞蠟燭,機械人執行成績仍然有效。如果蠟燭被撞倒,按未完成滅火任務處理。

機械人撲滅蠟燭的過程中所產生的雜物,例如:水、發酵粉、生忌廉等遺留物,將在該次競賽之後的間歇時間由裁判進行清理。

機械人在開始滅火動作時,必須完全進入蠟燭所在房間(即:機械人在地面的垂直投影全部越過房間門口地面的白線,而不是**外或者踩**上),並且機械人必須有部分或全部到達距離火焰30cm的圈以內。

3.蠟燭位置

由抽籤確定房間號,蠟燭將擺放在該房間的示意位置。在機械人所經歷的二次比賽中,蠟燭不會放在相同的房間裡。

4.感測器

禁止參賽選手在模擬房間的牆面或地面放置任何標記、「燈塔」或反射物來幫助機械人導航。

競賽場地周圍燈光可能是具有紅外線、可見光和紫外線的光源,如果機械人使用光感測器找蠟燭或探測牆壁和模擬家具,設計者應採取措施避免這些光源對它的影響。

5.安全

如果現場裁判認為機械人的行為對人員或裝置有危險或可能有危險,現場裁判員可以隨時終止競賽。參賽機械人不能使用任何易燃易爆物質。

四、競賽

1.競賽方式

(1)在小學組競賽中,蠟燭將隨機放在四個房間中,不採用回家模式。

(2)在初中組競賽中,蠟燭將隨機放在四個房間中,必須採用回家模式。

(3)在高中組競賽中,蠟燭將隨機放在四個房間中,完成滅火任務之後,須完成搜救模式和回家模式。

2.競賽順序

參賽選手和所製作的機械人通過抽籤確定參加競賽的先後次序。

競賽順序一旦排好不再改變。因每輪所有參賽隊完成競賽所需時間的不確定,每一輪競賽開始的時間不固定,所有機械人必須按照規定的順序進行比賽。

在兩輪比賽之間,參賽選手可以調整和修理機械人,但不允許更換機械人。

前乙個機械人比賽時,後乙個參賽選手應做好準備工作,等待裁判員點錄。

每個隊員有1分鐘時間進入賽場準備,準備工作完畢後示意裁判。1分鐘內沒有準備好的機械人將喪失這一輪比賽資格並被記錄為3分鐘,但不影響參加下一輪比賽。

隊員進入比賽場地,進行1分鐘除錯和適應場地後,由隊員將機械人放置在起始位置,並將啟動方法告知裁判。然後抽籤確定任務房間,由參賽者啟動機械人。二輪比賽抽出的房間不會相同。

3.時間限制

機械人需在3分鐘內找到並熄滅蠟燭。在3分鐘之後仍未撲滅蠟燭火焰,裁判將終止該參賽選手及機械人的該輪比賽,滅火成績按照3分鐘記錄。

機械人在比賽中進入轉圈狀態,並且轉了5個同樣的圈,則該輪比賽將被裁判終止。

機械人啟動後,在滅火過程中,超過30秒沒有作出任何動作,該輪比賽將被裁判終止。

對於初中組比賽,機械人回家模式的最長時間是4分鐘。熄滅蠟燭後開始計時,超過限定時間仍未完成回家任務的機械人,裁判將終止該輪比賽。回家時間按照4分鐘記錄。

對於高中組比賽,機械人要求依次完成滅火、搜救和回家任務。搜救時間從熄滅蠟燭開始計時,直到機械人拾取了搜救物件,並且離開蠟燭和搜救物件所在的房間時為止。搜救模式的最長時間為3分鐘。

如果機械人3分鐘內沒有完成搜救任務,裁判將終止比賽。搜救成績按照3分鐘記錄,同時按照4分鐘來記錄回家成績。

回家模式從機械人離開搜救物件所在房間開始計時,直到機械人回到「家」為止,機械人回家模式的最長時間是4分鐘,超過這個時間,裁判將終止比賽,按4分鐘記錄成績。

4.停表

僅在兩種情況下停表:

(1)超出相應任務最大時間限度;

(2)隊員請求停表終止本輪比賽。

5.本輪比賽終止

比賽中由於各種情況沒有完成所有規定任務而提前結束的比賽,稱為比賽終止。

五、評分標準

1.得分

(1)每輪得分=實際時間×啟動模式係數×房間係數×搜救係數(高中組)×回家係數(初中、高中組)。

(2)在本次競賽中,每個參賽選手有二輪比賽機會。最終成績取二次得分相加後乘以可靠性係數。

最終以得分最低的機械人為勝出,該機械人製作者為優勝者。

2.執行模式

對於所有機械人滅火競賽,得分越低,成績越好。

(1)標準啟動:機械人靠人工按鈕啟動。標準啟動模式得分係數是1.0。

(2)聲音啟動:機械人不是由人工按按鈕來啟動,而是接收到聲音頻號後啟動為聲音啟動模式。參賽者通過聲音頻號來啟動機械人。

如該機械人因檢測到干擾的雜訊而被錯誤啟動,可重新啟動機械人。

參賽者必須在5分鐘之內通過聲音頻號來啟動機械人。

參賽者只能發出一次聲音頻號後,聲音頻號發出後,機械人在5秒鐘之內未啟動,視為該輪比賽結束。比賽中的發聲器由參賽隊員自備。

聲音啟動模式的得分係數是0.9。

(3)搜救模式:高中組的機械人熄滅蠟燭後,開始進行搜救。機械人在開始搜救前,將搜救物件撞出或帶出搜救區域,搜救模式失敗,本輪比賽結束;機械人拾起搜救物後,在行走過程中,搜救物掉落,搜救模式失敗,本輪比賽結束;機械人走出搜救物件所在房間,但未能攜帶搜救物件或超過規定搜救時間,搜救模式失敗,本輪比賽結束。

搜救模式成功後,搜救係數是0.6。

(4)回家模式:對於高中組要求完成滅火和搜救任務後,才能回「家」,即:回到代表起始位置的區域內。

在回家路上不能進到任何房間裡,進入房間的判斷標準是機械人全部越過白線進入房間。回家途中進入房間的機械人判定為回家失敗。

機械人的任何一部分進入代表起始的位置內,並停止運動,就認為機械人完成回家模式。如果機械人進入起始位置而未停止動作,不能算完成回家模式。

如果機械人沒有回到起始的位置內或回家時間超過4分鐘,該機械人就不能被視作完成了回家模式。

回家模式的得分係數是0.8。

3.房間係數

為了使競賽更具真實性及鼓勵創造更聰明的機械人,增加競賽過程的不確定性,減少運氣成分的影響,引入了房間係數。

每一輪競賽中,機械人找到蠟燭前搜尋的房間越多,房間系數值越小,得分越少。

(1)搜尋1個房間,房間係數為1.00

(2)搜尋2個房間,房間係數為0.80

(3)搜尋3個房間,房間係數為0.50

(4)搜尋4個房間,房間係數為0.30

機械人按什麼順序搜尋房間不作要求。計算房間係數的前提是機械人在完成滅火任務前搜尋了幾個房間。沒有完成滅火任務不計算房間係數。

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