虚拟机器人灭火竞赛.docx

虚拟机器人灭火竞赛.docx

《虚拟机器人灭火竞赛.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《虚拟机器人灭火竞赛.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

虚拟机器人灭火竞赛

虚拟机器人灭火竞赛

一、竞赛目标

虚拟机器人灭火比赛旨在提高中小学生程序设计和机器人的应用能力。

该竞赛的表现形式是要求学生通过机器人3D仿真系统自主搭建机器人及其传感器并且编写机器人迷宫灭火程序，自动控制虚拟机器人实现搜索房间和发现模拟火源并加以灭火施救,完成相应的竞赛任务,决出优胜者。

通过该项目的实践,旨在提高青少年对机器人浓厚兴趣,开发学生的创新思维，提高青少年机器人硬件开发水平和软件研发能力。

二、竞赛范围

小学组、初中组、高中组（含中职）。

三、比赛环境

1.软件环境：

操作系统：

Windows2000、WindowsXP（NetFramework2.0DirectX9.0c）中任何一种（推荐WindowsXp）。

比赛系统：

热博RB-3DRSS虚拟机器人3D仿真系统。

2.硬件环境：

（1）电脑硬件配置：

CPU2.4GHZ以上，内存512G以上，显卡64M支持3D（推荐配置CPU3.0G，内存1G，显卡128M支持3D）。

（2）电脑数量：

组委会提供竞赛现场编程用电脑（每人一台），参赛选手不允许携带任何可以复制文件的工具进入竞赛现场（如U盘等）。

1台电脑用作服务器，方便裁判收集机器人程序和运行比赛，推荐服务器电脑采用较好的硬件配置；另1台作为比赛备用电脑。

（3）服务器电脑必须有光驱和USB接口。

（4）比赛软件采用RB-3DRSS单机版，参赛队伍所用电脑以及服务器电脑均

已经安装好可运行的RB-3DRSS软件。

3.其他硬件：

（1）投影仪：

组委会提供1台投影仪连接裁判电脑用于显示虚拟灭火比赛过程。

（2）U盘：

组委会提供3个U盘，作为决赛中机器人文件复制可能使用到的备用盘；参赛队伍不能自带U盘进入比赛现场。

（3）纸笔：

组委会提供每个比赛队员笔和草稿纸一份。

四、参赛队伍

每支参赛队伍限1名选手。

五、任务

虚拟机器人灭火是模拟现实家庭环境中处理火警的过程。

制作一个由计算机程序控制的虚拟机器人，在一套模拟平面结构的房间里运

动，找到代表房间里火灾点的正在燃烧的蜡烛并尽快将它扑灭。

六、标准

1.模拟房子平面结构和特性

竞赛场地平面结构示意图见《场地立体示意图》。

示意图供练习和实践

时参考，竞赛场地的实际尺寸与示意图基本相同（虚拟房间场地比赛时由组委会统一制作提供，并且标准一致）。

模拟房间的墙壁高33个单位。

竞赛场地地板为黑色的光滑平整表面（摩擦系数比赛时统一确定）。

房间所有走廊和门框的宽度均不小于机器人大小的30个单位。

门框上没有门，在门框所在地面上用一条白线表示房间入口和门，白线本身的面积属于房间内的区域。

机器人必须从竞赛场地中代表起始位置的白色正方形中开始启动。

如示意图中标有“H”的正方形，代表起始位置。

实际竞赛场地并不标记“H”。

参赛选手可以用一些装置来校正机器人在正方形中的位置。

一旦启动，它可以在竞赛场地中向所希望的方向横向或纵向运动。

最终虚拟竞赛场地以组委会当天提供为准。

2.场地照明

虚拟灭火竞赛场地周围的照明均按理想化条件设置，无对各种传感器产生干扰现象。

3.机器人及传感器

虚拟灭火机器人及其所使用的传感器均由3D仿真系统中提供，在搭建过程中只能使用系统提供的机器人及相应的传感器。

4.蜡烛

蜡烛的火焰代表房间内机器人试图找到并扑灭的火源。

火源的火焰位置有效高度（指火焰底部距场地表面的距离）在5至8个单位之间。

5.家具

竞赛场地内有一件模拟家具。

由抽签确定房间号之后，这件模拟家具将摆放在该房间的示意位置。

机器人可以接触模拟家具。

模拟家具是一个6个单位直径圆柱，柱高与墙壁等高。

6.场地立体示意图

图中白色圆弧内为蜡烛摆放区域，黄色圆柱为家具，房间内白色区域为搜救位置。

抽中房间后蜡烛、家具和搜救对象位置如图中所示。

小学组和初中组的场地没有搜救标识。

每个房间都将保留标识火源的白线。

七、规则

1.机器人运行

机器人一旦启动必须在没有参赛选手的干预下自动控制，即：

机器人必须是由计算机程序控制。

机器人在运行过程中可以碰撞或接触墙壁。

机器人搜救：

在高中组比赛中，将列入搜救模式及回家模式。

机器人灭火后才能进行搜救。

搜救区域放在火源房间中。

在房间中靠墙壁，有一个20×15个单位、长方形的白线。

机器人灭完火后，必须到达搜救区域（机器人的任何一个轮子接触搜救区域）后离开房间才算作有效搜救。

2.熄灭蜡烛

机器人只能运用系统提供的灭火道具进行灭火。

蜡烛在燃烧时不允许被撞倒，否则，按未完成灭火任务处理。

如果机器人在进行灭火动作的过程中碰撞蜡烛，机器人运行成绩仍然有效。

机器人在开始灭火动作时，必须完全进入蜡烛所在房间（即：

机器人在地面的垂直投影全部越过房间门口地面的白线，而不是在线外或者踩在线上），并且机器人必须有部分或全部到达距离火焰30个单位的圈以内。

3.蜡烛位置

由抽签确定房间号，蜡烛将摆放在该房间的示意位置。

在机器人所经历的三次比赛中，蜡烛不会放在相同的房间里。

4.竞赛方式

（1）在小学组竞赛中，蜡烛将随机放在四个房间中，不采用回家模式。

（2）在初中组竞赛中，蜡烛将随机放在四个房间中，必须采用回家模式。

（3）在高中组竞赛中，蜡烛将随机放在四个房间中，完成灭火任务之后，须完成搜救模式和回家模式。

5.时间限制

（1）机器人搭建、编程及调试：

60分钟/组别。

（2）完成任务时间：

小学组比赛机器人需在3分钟内找到并熄灭蜡烛。

在3分钟之后仍未扑灭蜡烛火焰，裁判将终止该参赛选手及机器人的该轮比赛，灭火成绩按照３分钟记录。

对于初中组比赛，机器人回家模式的最长时间是４分钟。

熄灭蜡烛后开始计时，超过限定时间仍未完成回家任务的机器人，裁判将终止该轮比赛。

回家时间按照４分钟记录。

对于高中组比赛，机器人要求依次完成灭火、搜救和回家任务。

搜救时间从熄灭蜡烛开始计时，直到机器人拾取了搜救对象，并且离开蜡烛和搜救对象所在的房间时为止。

搜救模式的最长时间为３分钟。

如果机器人３分钟内没有完成搜救任务，裁判将终止比赛。

搜救成绩按照３分钟记录，同时按照４分钟来记录回家成绩。

回家模式从机器人离开搜救对象所在房间开始计时，直到机器人回到“家”为止，机器人回家模式的最长时间是４分钟，超过这个时间，裁判将终止比赛，按4分钟记录成绩。

6．比赛终止

1.裁判宣布入场后5分钟内，参赛队员没有入场。

2.裁判宣布停止调试，参赛队员未及时上交程序。

3.比赛过程中队员出现严重犯规事件。

7．比赛结束

1.机器人完成规定的任务。

2.规定的比赛时间用完。

3.参赛选手主动宣布放弃。

八、评分标准

1.得分

（1）每轮得分=实际时间×房间系数×搜救系数（高中组）×回家系数（初中、高中组）。

（2）在本次竞赛中，每个参赛选手有两轮比赛机会。

最终成绩取两次得分相加后乘以可靠性系数。

最终按得分从低到高排名次，排名前12位的队伍得分占其比赛总成绩的60%，有资格进入机器人现场主题创作比赛。

该项目比赛。

2.运行模式

对于所有机器人灭火竞赛，得分越低，成绩越好。

（1）搜救模式：

高中组的机器人熄灭蜡烛后，开始进行搜救。

机器人在开始搜救前，机器人走出搜救对象所在房间，但未能到达过搜救区域或超过规定搜救时间，搜救模式失败，本轮比赛结束。

搜救模式成功后，搜救系数是0.6。

（2）回家模式：

对于高中组要求完成灭火和搜救任务后，才能回“家”，即：

回到代表起始位置的区域内。

在回家路上不能进到任何房间里，进入房间的判断标准是机器人全部越过白线进入房间。

回家途中进入房间的机器人判定为回家失败。

机器人的任何一部分进入代表起始的位置内，并停止运动，就认为机器人完成回家模式。

如果机器人进入起始位置而未停止动作，不能算完成回家模式。

如果机器人没有回到起始的位置内或回家时间超过4分钟，该机器人就不能被视作完成了回家模式。

回家模式的得分系数是0.8。

3.房间系数

为了使竞赛更具真实性及鼓励创造更聪明的机器人，增加竞赛过程的不确定性，减少运气成分的影响，引入了房间系数。

每一轮竞赛中，机器人找到蜡烛前搜索的房间越多，房间系数值越小，得分越少，成绩越好。

（1）搜索过1个房间，房间系数为1.00

（2）搜索过2个房间，房间系数为0.75

（3）搜索过3个房间，房间系数为0.50

（4）搜索过4个房间，房间系数为0.30

机器人按什么顺序搜索房间不作要求。

计算房间系数的前提是机器人在完成灭火任务前搜索了几个房间。

没有完成灭火任务不计算房间系数。

机器人需全部越过门框白线进入房间内才能视作机器人搜索了该房间。

重复搜索同一个房间，房间系数不被重复计算。

4.实际时间

实际时间为系统自动计时时间。

实际时间包括灭火时间、搜救时间（高中组）和回家时间（初中、高中组）的总和。

搜救时间定义为：

从蜡烛火苗被熄灭开始计时，到机器人完全离开搜救对象所在房间为止。

以机器人在地面的垂直投影完全越过房间的白线作为判定机器人离开房间的标准。

回家时间（初中组）定义为：

从蜡烛火苗被熄灭开始计时，到机器人回到代表家的白色区域中，并处于静止状态为止。

回家时间（高中组）定义为：

从机器人离开搜救对象所在房间开始计时，到机器人回到代表家的白色区域中，并处于静止状态为止。

5.可靠性

灭火机器人的可靠性是指三次指定任务都成功。

三次指定任务都成功的可靠性系数为0.9，其他情况为1.0。

九、机器人现场主题创作

排名前12位的队伍依据组委会统一提供的机器人构件（全国决赛采用“杭州热博积木式机器人平台—HOTROBOT”器材）按走孤岛探索的主题依序进行现场机器人搭建、编程及动作展示。

参赛队伍该阶段得分占其总分数的40%。

（一）场地任务及场地要求

如下图，机器人从起始点出发，经过若干个小岛（小岛数量为5个）到达目标区域。

具体详细场地（大小尺寸、小岛数量及具体位置）以比赛当天组委会提供的为标准。

1、整个比赛场地为白色灯箱布喷绘而成。

2、起点与终点为A4纸大小黑色色块

3、圆形小岛为22～30厘米直径的白色区域，外为2cm宽黑色环形。

4、小岛边上（位置不定）会有一长10cm宽2cm的长方形，用于引导机器人寻找下一个小岛。

5、场地大小与小岛位置、数量，以比赛当天为准

（二）评分标准

1、机器人从起点位置（整个机器人须全部落在起点黑色色块内）启动时开始计时，到达终点（机器人任何一部分落在终点黑色色块内）停止终止计时。

该时间为比赛计时时间T。

机器人从起始点出发未能到达终点，则判定本次比赛失败，比赛计时时间为3分钟。

机器人从起点到达终点的过程中未能完成一个小岛探索任务则判本次比赛

失败，比赛计时时间为3分钟。

2、机器人经过一个小岛必须至少绕行一周方能完成该小岛的探索任务，

否则判该次小岛探索任务失败。

机器人每完成一个小岛探索任务，会得到相应的积分系数。

3、机器人积分系数规定S：

机器人完成一个小岛探索任务，积分系数为1。

机器人完成二个小岛探索任务，积分系数为0.9。

机器人完成三个小岛探索任务，积分系数为0.75。

机器人完成四个小岛探索任务，积分系数为0.5。

机器人完成五个小岛探索任务，积分系数为0.2。

4、机器人重复检测小岛，不另外得分。

5、每位选手有两次机会，取用时最少的一次，每次比赛成绩为R=比赛计时

时间L×比赛积分系数S。

6、比赛最后成绩（MR）用时最少者最优。

7、该项比赛的成绩占比赛总成绩的40%比例。

（三）竞赛用时

90分钟/组别。

（四）相关说明

1.该项比赛为现场搭建、现场编程、现场调试项目，不允许参赛选手带任何计算机存储介质（U盘、光盘、磁盘等）进场。

不允许带组装完好的机器人套装（机器人主机平台应和种类积搭套件、传感器分离，现场搭建）。

违反规定且不听裁判阻劝者判定比赛失败。

2.动作展示两次，按检录后的抽签顺序进行。

3.在规定用时内可进行机器人搭建、编程、程序导入、场地调试及程序调整。

4.规定用时内完成任务，成绩以用时较少的一次为准。

5.规定用时内未能完成任务，成绩计为3分钟。

6.参赛队伍完成任务用时最少者最优，以此类推进行成绩统计与排名。

7.规定用时内未能完成机器人搭建或编程者排名最末，比赛计时时间按3分钟判定。