一、比赛过程描述
模拟在现实家庭中用机器人处理火警的过程。用一根燃烧的蜡烛代表房间里起火的火源,程控机器人迅速找到火源并将其扑灭。
二、任务
制作一个由计算机程序控制的机器人,在一间模拟平面结构的房间里运动,找到燃烧的蜡烛并尽快将其扑灭。
三、技术标准
1、平面结构模拟房间
w 机器人灭火比赛的场地平面结构示意图见附件。竞赛场地的实际尺寸与示意图给定尺寸基本相同,但允许有1cm范围内制作误差。
w 场地长宽为250*250cm,墙内壁高33cm,为白色。地板为黑色,表面光滑。地面水平,没有斜坡和楼梯。
w 走廊和门口宽度不小于46cm。门口地面有一条2.5cm宽的白线房门。
w 赛场中一个标有“H”的正方形或没有标记“H”的白色实心正方形(30cm×30cm)代表参赛机器人摆放的起始位置;
w 代表起始位置的白色正方形的对角线交点设在46cm走廊的纵向中心线上。
w 机器人必须在白色正方形中启动。一旦启动,它可以在竞赛场地中向所希望的横向或纵向运动。
2、照明设备
w 以场地实际提供的灯源为准进行调试和比赛。竞赛期间的照明条件是相对稳定不变的,不会为迁就个别竞赛者的要求进行调整。
3、机器人
w 机器人的整体外形尺寸(包括机器人的触角、探测物及装饰物等)没有严格限制,由于机器人尺寸原因影响成绩的由参赛队承担。
w 机器人的重量、制作材料、产品型号等不作限制。
w 在没有与其他规则和规范有抵触的情况下,对传感器的型号没有限制。
w 禁止参赛选手在模拟房间的墙面或地面放置任何标记、“灯塔”或反射物来帮助机器人导航。
w 竞赛场地周围灯光可能是具有红外线、可见光和紫外线的光源,如果机器人使用光传感器找蜡烛或探测墙壁和模拟家具,设计者应采取措施避免这些光源对它的影响。
w 不提倡直接使用厂家提供的机器人成品参加比赛。
4、蜡烛
w 火焰位置的有效高度(从地面至火焰底部)在15cm至20cm之间;
w 火焰本身高度在2cm-3cm之间;
w 蜡烛为直径1.5-2cm的白蜡烛;
w 蜡烛被安装在一个7cm(长)×7cm(宽)×3cm(高)的涂了半光泽黄色的木质基座上。
5、障碍家具
w 比赛场地内,在摆放蜡烛的房间内放置一个模拟家具作为障碍,摆放在该房间的示意位置。
w 模拟家具是一个直径不大于12cm的涂了半光泽黄色的钢柱,柱高30cm,重大于3公斤。
w 竞赛场地内家具机器人可以接触家具,但是不能推开家具。
6、搜救目标
w 在摆放蜡烛的房间中靠墙壁,有一个半径为15cm半圆形的2.5cm宽的白线,搜救目标是一个位于圆心位置的白色竖立的胶卷盒。
7、电源
w 竞赛场地备有AC/220V/50HZ电源,供参赛队计算机使用。
w 参赛机器人应尽量使用电池供电的智能机器人,不使用交流电。
8、导线
w 机器人需要外部计算机来控制或提供电源时,应使导线足够长,让机器人可以到达比赛场地的任意一个区域。
w 导线可以拖在行进的机器人后面或者由参赛选手提在空中。
w 参赛选手自备导线。
四、比赛细则
1、机器人的运行
w 机器人必须是由计算机程序控制,而非人工现场控制。
w 机器人可以用人工、声音控制或其它方法启动。人工启动只能按一次开关,声音启动只能发一次声音。
w 机器人经过比赛场地时不能把任何东西留在后面,并且不能在比赛场地留下任何标记。
w 机器人在运行过程中可以碰撞或接触墙壁,但是不能破坏墙壁。
w 机器人在扑灭蜡烛前必须已经主动寻找到了蜡烛火焰,而不是用其他方式远距离或碰巧熄灭蜡烛火焰。
w 在初中组和高中组比赛中鼓励执行回家模式。
w 在高中组比赛中鼓励执行搜救模式。
w 机器人灭火后才能进行搜救。
2、扑灭蜡烛火焰
w 机器人不能运用任何破坏性方法扑灭蜡烛火焰。可以运用类似水、空气、CO2等,或者使用机械方式。
w 禁止使用任何危险的或可能破坏比赛场地的方法或物质。如,不能通过燃放爆竹产生冲击来使蜡烛熄灭,也不能通过碰倒蜡烛而使蜡烛熄灭。
w 蜡烛在燃烧时不允许被撞倒。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。如果蜡烛被撞倒,按比赛终止处理。
w 机器人在灭火前必须到达距离火焰30cm以内。在距离火焰水平距离30cm的圆圈(弧)上有一条2.5cm宽的白线,机器人在灭火前必须有一部分在圆圈(弧)内。
3、蜡烛位置
w 参赛选手抽签确定房间号之后,蜡烛将摆放在该房间的示意位置。
w 在机器人所经历的3次比赛中,蜡烛至少放在两个以上的房间里(小学组除外)。
4、分组
w 机器人灭火比赛分为小学组、初中组和高中组,不同组别的竞赛难度不同。
w 小学组、初中组、高中组分别设置3、4、4个开放的房间,并根据抽签结果确定蜡烛和家具的摆放位置。
5、比赛顺序
1.参赛选手和机器人通过随机方式编号,并以编号从小至大顺序来确定参加竞赛的先后次序;比赛顺序一旦排好就不再改变。
2.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。每一轮竞赛开始时间不固定,它取决于所有参赛选手完成竞赛的时间。
3.在两轮比赛之间,参赛选手可以调整、修改和修理机器人,但不允许更换机器人。
4.每轮比赛开始前,检录员将点名,3次点名不到将丧失本轮比赛机会,但不影响剩下的比赛机会。
5.参赛选手将机器人交给裁判进行检查,判定机器人是否符号比赛要求。
6.参赛选手明确将机器人的开机方法告诉裁判。
7.参赛选手进行准备(2分钟) ,准备工作完毕后示意裁判。2分钟内没有准备好的机器人将丧失这次本轮比赛机会,但不影响剩下的比赛机会。
8.参赛选手按照裁判的要求将机器人放入比赛场地的启始位置,再抽签确认蜡烛与家具摆放的房间,由裁判将蜡烛、家具及搜救目标放入比赛场地中规定的位置,并放置白圈。在第二轮比赛时,如果所抽取的房间与第一轮相同,则重新抽取其他房间(小学组除外)。
9.裁判员点燃蜡烛,参赛选手检验蜡烛和家具。
10.主裁判确认吹哨,现场裁判按所需要的动作启动机器人开始比赛。裁判记录统计比赛中所有数据。
11.记录裁判将比赛结果记录至计算机中,算出得分记录到记分表中,并由主裁判与参赛选手签字确认。
6、灭火时间
机器人灭火时间是从裁判启动机器人到机器人将蜡烛扑灭的这段时间。
7、成绩
w 每个组都三次比赛机会,用比赛中最好的两次成绩之和来确定胜利者。得分越高,成绩越好。
w 如果某一轮比赛被终止,则该轮次的比赛成绩为所得基本分和3分钟时间分的综合;
w 在比赛中,机器人每完成一步基本动作可得到相应的基本分,并根据具体时间和碰撞墙壁资料进行加、减分。
8、记分方法
(1)基本分
w 找到火源:确认机器人进入火焰周围(弧)的30cm区域,然后做出灭火动作(必须在进入火焰区域后方有效,可以是风扇转动,喷出灭火物质等),不能是碰巧经过火焰区域。(70分)
w 灭火:在完成前项动作的基础上,做出灭火动作,将火扑灭(不能是碰倒蜡烛使之熄灭)。(30分)
(2)判罚定分
w 撞墙或蜡烛:机器人每撞一次墙壁或蜡烛都将减2分。
w 超过120秒后,每超1秒减0.2分。以120秒为标准,每提前1秒加0.2分。
w 蜡烛一熄灭,计时就终止,如果机器人再撞蜡烛或家具,不计入比赛罚分。
(3)回家模式得分系数
w 机器人熄灭蜡烛或完成搜救后,回到代表起始位置的范围内。不要求按原路返回及选择最优路径。
w 机器人的任何一部分进入代表起始位置的圆圈内,就认为机器人完成回家,而不必和开始位置完全一样。
w 成功执行了回家模式的机器人得分系数为1.2,未成功执行的得分系数为1。
(4)搜救模式得分系数
w 机器人找到搜救目标,做出搜救动作,拾起胶卷盒并带走即为有效搜救。
w 成功完成了搜救得得分系数为1.4,未成功执行的得分系数为1。
(5)房间系数
w 机器人找到蜡烛前搜索的房间越多,房间系数值越大,得分越多。
w 搜索1个房间,房间系数为1.0。
w 搜索2个房间,房间系数为1.15。
w 搜索3个房间,房间系数为1.5。
w 搜索4个房间,房间系数为1.65。
w 机器人按什么顺序搜索房间不作要求。计算房间系数的因素是机器人在找到蜡烛前搜索了几个房间。
w 机器人接触到门框白线就视作机器人搜索了该房间。重复搜索同一个房间,不被重复计算。
(6)比赛终止判定
w 如果现场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,现场裁判员可以随时终止竞赛。参赛机器人不能使用任何易燃易爆物质。
w 超时3分钟:机器人找到并熄灭蜡烛的最长时间限制为3分钟。在3分钟之后仍未扑灭蜡烛火焰,该参赛选手及机器人的该次比赛将被终止。
w 转5个圈:机器人在比赛中进入转圈状态,并且连续转了5个同样方向的圈,则该次比赛将被终止。
w 停留30秒:机器人被启动后在灭火过程中,超过30秒没有做出任何动作,该次比赛将被终止。
w 撞倒蜡烛与家具:机器人在执行任务过程中撞倒蜡烛或家具,该次比赛将被终止。
w 30cm外灭火:机器人在离蜡烛30cm外将火熄灭,该次比赛将被终止,按3分钟未完成任务计分。
w 如果在2分钟内机器人没有回到起始位置,则该机器人就不能被视为执行了回家模式,则该次比赛将被终止。
w 如果搜救时间超过1分钟,或者没有将搜救目标带走,则视为机器人没有完成搜救,则该次比赛将被终止。
w 由于上述原因导致一轮比赛终止,不影响机器人下一轮比赛。
每轮比赛得分=(基本分+加分-罚分)×回家模式得分系数×搜救模式得分系数×房间系数,具体得分由计算机计算。
五、说明
1、本规则的解释权属于第二届湖北省中小学电脑机器人竞赛裁判委员会。竞赛期间,凡是规则中没有说明的事项由竞赛裁判委员会决定。
2、现场比赛成绩由裁判员确定并由参赛选手当场确认。逾期不得追诉和更改。
3、参赛选手对于裁判的决定必须服从。如有不同意见可以向竞赛仲裁委员会申述意见,但在竞赛现场不得干扰竞赛的正常秩序。
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