第十二届中国青少年机器人竞赛综合技能比赛教练员培训资料

第十二届中国青少年机器人竞赛第十二届中国青少年机器人竞赛 综合技能比赛主题与规则综合技能比赛主题与规则 天津职业技术师范大学天津职业技术师范大学 崔世钢崔世钢2011年年11月月5日日机器人综合技能比赛简介与主题 机器人综合技能比赛任务与规则机器人综合技能比赛相关赛制提提 纲纲综合技能比赛简介综合技能比赛简介机器人综合技能比赛是中国青少年机器人竞赛项目之一。其活动对象为中小学生，要求参加比赛的代表队在现场自行拼装机器人、编制机器人运行程序、调试和操作机器人。参赛的机器人是程序控制的，可以在赛前公布的竞赛场地上，按照本规则进行比赛活动。在中国青少年机器人竞赛中设置机器人综合技能比赛的目的是检验青少年对机器人技术的理解和掌握程度，激发我国青少年对机器人技术的兴趣，培养动手、动脑的能力。综合技能比赛主题综合技能比赛主题第十二届机器人综合技能比赛的主题为 “机器人嘉年华”比赛中，参赛队要在三个有不同任务的场地上运行自己的机器人，机器人从待命区出发，在尽可能短的时间内展示自己的各种技能，完成规定任务，获取尽可能高的得分。经过比赛，学生们不仅完成自己的比赛机器人，也提升了对科技的认识,利用科技来积极影响周围世界。第十一届的三个比赛第十一届的三个比赛场地都是一样的场地都是一样的综合技能比赛任务与规则综合技能比赛任务与规则比赛场地示意图（待命区的位置只是示意）机器人要完成的任务机器人要完成的任务一般分布在场地周围一般分布在场地周围的的16块带黑色十字引块带黑色十字引导线的固定拼装块中。导线的固定拼装块中。场地中央有放置场地中央有放置8块可换块可换拼装块的位置。可换拼装拼装块的位置。可换拼装块的数量和具体位置在赛块的数量和具体位置在赛前公布。如果可换拼装块前公布。如果可换拼装块不足不足8块，由带黑色十字块，由带黑色十字引导线的固定拼装块补足引导线的固定拼装块补足机器人要从待命机器人要从待命区启动，完成任区启动，完成任务后还要回到待务后还要回到待命区命区图1图2机器人待命区机器人待命区（如图（如图1）：长）：长500mm、宽、宽500mm的锥台机的锥台机器人要从待命区器人要从待命区启动，完成任务启动，完成任务后还要回到待命后还要回到待命区。区。十字或丁字交叉十字或丁字交叉处转弯标志（如处转弯标志（如图图2）：机器人在）：机器人在遇到转弯标志时遇到转弯标志时应按图示正确动应按图示正确动作通过转弯标志。作通过转弯标志。综合技能比赛任务综合技能比赛任务多米诺骨牌多米诺骨牌 点球大战点球大战保龄球保龄球巧避障碍巧避障碍摘果子摘果子跳街舞跳街舞健身长跑健身长跑多米诺骨牌骨牌为宽25mm、高45mm、厚8mm的木块，共20张。参赛队员在每场比赛前的2分钟准备时间内按照某个拼装块上的规定图形排列骨牌，骨牌必须排满该图形。机器人只能推倒骨牌中的某一张，使之倒下。其它骨牌应逐个受到前一骨牌的冲击而顺序倒下。机器人推骨牌时不能与该拼装块的地面接触，但可伸入其上方。骨牌排列图形保证机器人伸入该拼装块不超过100mm就能接触到一张骨牌。每张倒下的骨牌记4分，全倒加记10分。如果机器人推动骨牌时与多张骨牌接触过，这几张骨牌只当作一张骨牌。倒下的骨牌数只要大于等于10，就是完成了多米诺骨牌任务。点球大战在某个拼装块上有一个内高80mm、内宽140mm、深40mm的黑色球门。在以球门中央为圆心、400 mm为半径的圆弧上有3个放在小橡皮圆环上的桔黄色乒乓球。其中一个球正对球门中央，另两球分居两边，与第一个球相距不超过150mm，如图3所示。机器人每次只能把1个球踢进球门，已经离开橡皮圆环的球不能再踢。图图3 球和球门球和球门 被踢进球门的中间的球记15分，每个被踢进球门的两边的球记25分，三球全进加记15分。进球状态由裁判员判断，不需要保持到比赛结束。只要把2个球踢进球门，就完成了点球大战的任务。在这种情况下，机器人可以继续踢第三个球，争取高的得分。保龄球图图4 球瓶阵球瓶阵 在某个拼装块在某个拼装块上有上有10个排列成个排列成正三角形的球瓶。正三角形的球瓶。三角形中的球瓶三角形中的球瓶有有4行，各行分别行，各行分别有有1、2、3、4个个球瓶，如图球瓶，如图4所示。所示。机器人应在该拼装块之外释放一个预装的小球，用它击倒球瓶。小球为橡胶弹力球，直径约为32mm，重约18g。球瓶为硬木或铝制，尺寸如图5所示。每个倒下的球瓶记8分，全中加记10分。裁判员记录倒下的球瓶数后，参赛队员可以要求裁判员将所有球瓶移至不妨碍机器人后续运动的地方。倒下的球瓶数只要大于等于5，就完成了保龄球任务。图图5 球瓶球瓶巧避障碍巧避障碍 在某个拼装块上有按指定图形排列的8个直径12mm、高40mm的圆柱障碍，圆柱的中心距不小于60mm。机器人应在该拼装块之外释放一个预装的小球（材质、尺寸与保龄球任务中的小球相同），小球必须从这几个障碍所包含的区域内穿过，但不接触、移动或推倒障碍物。机器人释放的小球从障碍区域穿过记80分，接触或移动1个障碍物扣10分，推倒1个障碍物扣20分。机器人释放的小球在不推倒任何障碍物的情况下穿越障碍区域就算完成了巧避障碍的任务。摘果子摘果子 在长400mm、宽50mm、厚18mm的木条上居中固定着4根直径6mm、高100300mm的低碳钢棒，代表果树。相邻钢棒的中心距为100mm。有10个直径30mm、高18mm的腰鼓形圆柱，重约10g，代表“果子”。每个圆柱的轴向钻有直径10mm的通孔。10个圆柱分别套在4根钢棒上，可能会有多种分布方式。木条用双面胶固定在某一拼装块上。机器人需要到达木条附近，把果子取下放到自己身上。摘果时掉落在地面的果子不能再取。图图6 果树果树 图图7 果子果子 机器人摘下果机器人摘下果子，且果子与地子，且果子与地面没有接触，每面没有接触，每个记个记10分，全摘分，全摘加记加记10分。分。机器人只要机器人只要摘下摘下5个果子就算个果子就算完成了摘果子任完成了摘果子任务。务。机器人也可机器人也可以继续摘果，争以继续摘果，争取高的得分。取高的得分。跳街舞跳街舞机器人以一个规定的方式（旋转、前进、后退、按一定的要求开/关1个LED等）在一个规定的拼装块内动作。完成跳街舞的任务记60分。在完成任务的过程中，每超出拼装块一次，扣5分。按照要求的方式和顺序完成全部动作就算完成跳街舞的任务。健身长跑健身长跑 机器人沿黑色引导线从非十字线拼装块的一口进入，从另一口出去，如果遇到转弯标志，应按图2的规定通过。完成健身长跑任务可与其它任务混合完成，也可以在长跑中插入十字线拼装块。如果不指定健身长跑任务，通过所有非十字线拼装块和转弯标志均不记分。通过一个非十字拼装块记8分，通过一个转弯标志记5分，通过转弯标志不正确扣2分。机器人正确通过全部非十字线拼装块和转弯标志才算完成健身长跑的任务。回到待命区回到待命区 机器人回到待命区的标准是登上锥台并不再运动，机器人与锥台以外的地面没有接触。成功回到待命区记40分。综合技能比赛相关赛制综合技能比赛相关赛制 比赛区有A、B、C三种场地，每一种场地均确定了机器人要完成的任务（在多米诺骨牌、点球大战、保龄球、巧避障碍、摘果子、跳街舞、健身长跑7项中指定任务），机器人的最后一个任务是“回到待命区”。每种场地上的任务至少有一个任务与其它两个场地不同。小学、初中、高中三个组别要完成的任务数是不同的。赛制 每支参赛队应由2名学生和1名教练员（教师或学生）组成。学生必须是截止到2012年6月仍然在校的学生。参赛队比赛时间 参赛队在准备区有2.5小时的搭建机器人和编制程序的时间。结束后，各参赛队把机器人排列在准备区的指定位置，封场。机器人一旦启动，就只能受自带的控制器中的程序控制。队员一般不得接触机器人（重试的情况除外）；在完成保龄球保龄球和巧避障碍巧避障碍任务时，允许参赛队员利用机器人释放小球前的短暂停顿调整一次机器人的方向，但要扣除10分。启动后的机器人如因速度过快或程序错误将所携带的物品抛出场地，该物品不得再回到场上。机器人每场比赛结束后，按赛场上的实际状态和完成任务的情况计分。完成任务的记分标准见每一项具体任务。完成任务的次序不影响单项任务的得分。如果比赛结束的时间不超过150秒，额外加记时间分。时间分为（150结束比赛实际所用秒数）。但是，如果比赛结束时机器人未完成所有规定的任务和回到待命区，不记时间分。计分每个组别按总成绩排名。如果出现局部并列的排名，按如下顺序决定先后：完成单项任务总数多的队在前；机器人重量小的队在前，或由裁判确定。奖励计分表计分表谢谢大家！