飞思卡尔杯全国大学生智能车邀请赛比赛规则高等教育处.docx
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飞思卡尔杯全国大学生智能车邀请赛比赛规则高等教育处
2018年四川省大学生智能汽车竞赛
竞速比赛规则与赛场纪律
四川省大学生智能汽车竞赛是面向四川省大学生的一种具有探索性工程实践活动,旨在促进四川省高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,提升四川省属高校参加全国大学生智能汽车竞赛的获奖名次和获奖比例,展示四川省内高校教育质量工程建设和教育教学改革的丰硕成果。
参赛选手须使用竞赛组委会统一指定的竞赛车模套件,采用8位、16位、32位微控制器作为核心控制单元(建议优先采用飞思卡尔半导体公司MCU),自主构思控制方案进行系统设计,包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等,完成智能车工程制作及调试,于指定日期与地点参加场地比赛。
参赛队伍的名次(成绩)由赛车现场成功完成赛道比赛时间来决定。
总结第十二届比赛规则与经验,为了兼顾现在比赛规模的要求,同时避免同组别内出现克隆车的情况,能够便于参赛学校在有限的场地内使用兼容的赛道完成比赛准备,竞速比赛将按照五个类别进行设置分别为:
1.四轮光电组2.两轮直立组3.三轮电磁组:
4.无线节能组:
5.双车汇车组。
竞赛组委会制定如下比赛规则适用于本次比赛,在实际可操作性基础上力求公正与公平。
一、比赛器材
1、车模
(1)车模的种类
编号
车模外观和规格
赛题组
供应厂商
B型车模
四轮光电组
北京科宇通博科技有限公司
C型车模
电机RN-260,舵机:
FUTABA3010
双车汇车组(限新C车模)
东莞市博思
电子数码科
技有限公司
D型车模
两轮直立组
东莞市博思电子数码科技有限公司
E型车模
两轮直立组
北京科宇通
博科技有限
公司
F型车模
三轮电磁组
东莞市博思电子数码科技有限公司
说明1:
东莞博思公司对于C,D两种车型都进行了改进增强。
在本届比赛中双车会车组只允许使用新版C车模。
旧版C车模只能够在节能组中使用。
新旧D车模可以同时使用。
说明2:
北京科宇通博科技有限公司对于B车模进行了改进。
在本届比赛中,允许新旧版B车模同时使用。
2、电子元器件
(1)微控制器
采用恩智浦公司的8位、16位、32位系列微控制器作为车模中唯一可编程控制器件。
在三轮电磁组,二轮直立组以及无线节能组只允许使用恩智浦公司的KEA系列的MCU,其它组别对于单片机系列不限制。
如果无线节能组使用了摄像头传感器进行赛道检测,则可以使用KEA系列之外的其它NXP公司MCU。
使用微控制器的数量没有限制。
如果所选用的传感器或者其它电子部件中也包含有微处理器,对此微处理器的种类和数量不做限制,但其不得参与对于赛道信息识别和处理、不参与车模运动决策与控制。
(2)传感器
传感器的种类需要根据不同竞赛组别而进行的选用。
具体请参见“比赛任务”中关于各比赛组别所允许使用的传感器类型说明。
传感器数量不超过16个。
传感器数量统计规则如下:
光电传感器接收单元计为1个传感器,发射单元不算;CCD(线阵、面阵)传感器计为1个传感器;磁场传感器在同一位置的不同方向的传感器统一计为一个传感器。
不同位置的磁场传感器、线圈则分别统计。
用于检测起跑线下永磁铁的干簧管或者霍尔传感器,无论多少个,统一计为一个传感器;对于车模速度、姿态进行检测的传感器也计算在内。
传感器型号限制:
1.如果单独选用加速度器,则必须选择恩智浦公司的系列加速度器产品;2.如果选用陀螺仪传感器,对于型号没有限制;3.如果选用加速度、陀螺仪一体化的传感器,对于型号没有限制。
3、传感器限制
1)传感器的种类需要根据不同竞赛组别而进行的选用。
具体请参见“比赛任务”中关于各比赛组别所允许使用的传感器类型说明。
2)传感器数量不超过16个。
传感器数量统计规则如下:
3)光电传感器接收单元计为1个传感器,发射单元不算;
4)CCD(线阵、面阵)传感器计为1个传感器;
5)磁场传感器在同一位置的不同方向的传感器统一计为一个传感器。
不同位置的磁场传感器、线圈则分别统计。
6)用于检测起跑线下永磁铁的干簧管或者霍尔传感器,无论多少个,统一计为一个传感器;
7)对于车模速度、姿态进行检测的传感器也计算在内。
二、比赛环境
1、赛道
(1)赛道材质
赛道采用PVC耐磨塑胶地板材料制作,材料与第十、十一、十二届比赛相同。
(2)赛道尺寸、形状、间距
赛道宽度不小于45cm。
预赛阶段的赛场形状为边长约5m×7m长方形,决
赛阶段的赛场约为预赛阶段的两倍。
两条相邻赛道中心线之间的间距不小于60cm。
赛道中存在着直线、曲线、十字交叉路口等。
曲线的曲率半径不小于50cm。
如下图所示:
(3)赛道引导方式
不同组别,赛道引导方式不同。
分为以下二种方式:
1)赛道边界线导引:
赛道两侧铺设有黑色边界线用于赛道引导。
边界线的宽度为25±5mm。
如下图所示:
2)中心电磁导引:
赛道铺设有中心电磁引导线。
引导线为一条铺设在赛道中心线上,直径为0.1~1.0mm的漆包线,其中通有20kHz、100mA的交变电流。
频率范围20k±1kHz,电流范围100±20mA。
根据竞赛使用的20kHz的交变电流源的输出等效电路所示,可以使用下面建议的测量电路测量赛道电流。
如果参赛队伍所使用的电流源输出电流的波形接近方波,则可以使用普通的数字万用表的交流电流档测量电流源输出的电流值。
赛道铺设有中心电磁引导线。
引导线为一条铺设在赛道中心线上,直径为0.1~1.0mm的漆包线,其中通有20kHz、100mA的交变电流。
频率范围20k±1kHz,电流范围100±20mA。
(4)起跑线标志
竞速比赛要求车模在比赛完毕后,能够自动停止在停车区域内。
各组别的停车区都是在赛道起跑线后三米的赛道内。
停止时,要求赛车的所有轮胎都必须在赛道内。
起跑线的标志有两种形式:
斑马线起跑线:
如下图所示,计时起始点处有一个宽度为10cm黑色斑马线,斑马线使用与赛道黑色边线一样的材料制作。
对于电磁类-电磁普通组和电磁节能组,在赛道中间安装有永久磁铁。
磁铁参数:
直径7.5-15mm,高度1-3mm,表面磁场强度3000-5000高斯。
起跑线附近的永磁铁的分布是在跑道中心线两边对称分布。
相应的位置如下图所示:
(5)赛道边界判定
除了信标对抗组别之外,其它各组别都要求车模在运行过程中保持在赛道内。
在赛道边缘处有可能粘贴两层黑色高密度海绵条,形成赛道路肩,作为赛道边界。
也有可能不粘贴黑色高密度海绵条。
海绵条宽度为2.5cm,两层高度1cm。
在赛道两侧相隔25cm粘贴,交错分布,间隔处仍为黑色边界。
如下图所示:
(6)赛道元素
赛道元素
预赛
决赛
直线道路
存在
存在
曲线弯道
存在
存在
十字交叉路口
存在
存在
赛道障碍(光电类)
存在
存在
坡道
不存在
存在
三、比赛任务
本节将就各个组别所能够使用的车模、传感器以及比赛所需要完成的任务指标进行介绍。
车模制作完成之后的尺寸统一要求:
所有组别中,车模在正常运行姿态下,长度小于40厘米,宽度小于25厘米,高度小于40厘米。
长度测量方法:
按照车模前进的方向,从后一个车模到前面的传感器的距离。
传感器的保护支架不计算在内。
宽度测量方法:
车模整体宽度。
关于信标对抗组中车模安装的保护装置的宽度将会另行进行规定。
高度测量方法:
车模的高点距离地面的高度。
对于双车汇车组、节能组中的摄像头传感器的高度,要求摄像头镜头的中心线距离地面还有小于10厘米的限制。
A、四轮光电组
(1)车模
可以使用B型车模。
该车模采用后轮单电机驱动,电机型号540。
前轮由SD-5舵机控制转向。
(2)传感器
允许使用各类光电传感器、摄像头、超声传感器器件进行赛道和环境检测。
(3)比赛赛道
比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用黑色边线进行导引。
(4)比赛任务
选手制作的车模完成赛道运行一周。
比赛时间从车模冲过起跑线到重新回到起跑线为止。
如果车模没有能够停止在起跑线后三米的赛道停车区内,比赛时间加罚一秒钟。
B、三轮电磁组
(1)车模
使用F型三轮车模。
车模行驶方向是万向轮在前,双驱动轮在后。
(2)传感器
传感器允许电感线圈或者其它磁场检测传感器检测赛道中存在的交变磁场。
禁止使用任何光电、摄像头传感器检测赛道信息。
但仍然允许使用光电编码盘对车模速度进行检测。
传感器及其支架的远端距离车模尾部不超过40厘米。
(3)比赛赛道
比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用电磁线进行导引。
(4)比赛任务
选手制作的车模完成赛道运行一周。
比赛时间从车模冲过起跑线到重新回到起跑线为止。
如果车模没有能够停止在起跑线后三米的赛道停车区内,比赛时间加罚一秒钟。
C、两轮直立组
(1)车模
可以选用D,E型任意一款两轮车模。
(2)传感器
允许使用电感线圈或者其它磁场检测传感器检测赛道中存在的交变磁场。
禁止使用任何光电、摄像头传感器检测赛道信息。
但仍然允许使用光电编码盘对车模速度进行检测。
(3)比赛赛道
比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用电磁线进行引导。
(4)比赛任务
要求选手制作基于电磁传感器的直立车模完成赛道运行一周。
赛车的动力来源于车模上的蓄电池。
比赛时间从车模冲过起跑线到重新回到起跑线为止。
如果车模没有能够停止在起跑线后三米的赛道停车区内,比赛时间加罚一秒钟。
D、双车会车组
(1)车模
使用新C型四轮车模,制作两辆比赛车模。
(2)传感器
传感器允许电感线圈或者其它磁场检测传感器检测赛道中存在的交变磁场。
也允许安装摄像头。
摄像头镜头中心距离地面不超过10厘米,但是电磁传感器高度没有限制。
允许车模之间使用无线通信模块完成信息交换。
(3)比赛赛道
比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用电磁线进行引导,赛道也同时具有黑色边界线。
(4)比赛任务
选手制作两辆车模,在发车区左右两边相向发车,两个车在起跑线附近首次相会后分离,向两个相反的方向行驶。
经过赛道中间会车后,再次回到发车线,经过汇车后分别停在发车线左右两边三米之内。
成功完成比赛需要至少汇车三次。
比赛成绩t等于两车跑完一圈的时间t1,加上两车回到比赛终点后的时间差t2乘以5.t=t1+5*t2。
如果比赛过程中,只有一辆车模完成比赛,则比赛成绩等于车模运行时间加上60秒。
E、无线节能组
(1)车模
可以选用B,C,D,E,F车模,也可以自行制作车模。
(2)传感器
允许电磁感应线圈进行赛道引导线的检测,也允许使用摄像头传感器进行赛道检测。
(3)比赛赛道
比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用电磁线进行引导,赛道也同时具有黑色边界线。
比赛赛道发车区中安放有无线发射线圈,通过交变电流,产生交变磁场。
车模通过接收线圈获得电能,对车模上的储能法拉电容进行充电。
关于无线充电线圈具体技术规格以及制作方式,无线接收线圈的规格以及制作方式将会另行发布文档进行说明。
(4)比赛任务
车模上不允许安装任何电池储能器件。
车模运行的能源来自于无线接收线圈感应电流提供的电能。
车模在进入比赛场地前,车模上的储能电容需要经过放电,电容两端直流电压小于0.1V。
比赛计时从无线充电线圈通电后计时。
车模沿着赛道运行一圈后停止在起跑线后三米区内。
四、比赛流程
(1)初赛阶段规则:
比赛场根据场地条件以及报名队伍数量可能铺设两到六条赛道。
不同组别可能会公用赛道。
参赛队根据比赛题目分为各个组,并以抽签形式决定组内比赛次序。
比赛分为上下午两轮,每支参赛队伍可以在每轮比赛之前有统一的现场调整时间,时间长度为10分钟。
在此期间,参赛队伍可以携带有维修工具,对赛车的软件、硬件进行调整,对赛车损毁部分进行修理在每轮比赛中,选手进入场地会有60秒准备时间。
准备时间完毕后,选手将赛车放置在起跑区域内赛道上,赛车静止在起跑区。
开始比赛后,各组车模按照各自的比赛任务完成一次场上的比赛。
如果车模在比赛过程中冲出赛道,则比赛重新开始。
每支队伍总共有两次冲出赛道的机会。
每支参赛队伍取两次预赛成绩中好的一个作为终预赛成绩;根据参赛队伍数量,由组委会根据成绩选取一定比例的队伍晋级决赛。
全部车模在整个比赛期间都统一放置在车模的展示区内。
(2)决赛阶段规则:
参加决赛队伍按照预赛成绩排序,比赛按照预赛成绩的倒序进行。
决赛的比赛场地通常会共用一个赛道。
决赛赛道与预赛赛道形状不同,占地面积会增大,赛道长度会增加。
电磁组可以另外单独铺设跑道。
每支决赛队伍只有一次上场比赛机会,比赛过程与要求同预赛阶段。
注意:
决赛队伍在场上比赛仍然和预赛过程一样:
有两次冲出赛道的机会,但没有维修赛车的机会。
预赛成绩不记入决赛成绩,只决定决赛比赛顺序。
没有参加决赛阶段比赛的队伍,预赛成绩为终成绩,参加该赛题组的排名。
五.其他
1.比赛过程中有其他作弊行为的,取消比赛成绩;
2.参加预赛并晋级决赛的队伍人员不允许改变;
3.本规则解释权归比赛组织委员会和竞赛秘书处所有。
四川省大学生智能汽车竞赛组织委员会
2018年3月30日
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- 卡尔 全国大学生 智能 邀请赛 比赛规则 高等 教育处