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    第三屆中國高校智能機器人創意大賽 專項競賽 2020-04-20

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    ROS機器人挑戰賽

    競賽規則(A、B組)


            賽事官方報名:http://www.robotcontest.cn

                  賽項規則詳情:www.ascentemu.com

                  賽項解釋交流群(QQ):486451806

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    賽項簡介:

    機器人操作系統(Robot Operating System),簡稱ROS,起源于2007年斯坦福大學人工智能實驗室。ROS的首要設計目標是在機器人研發領域提高代碼復用率,縮短機器人研發周期,為了實現這一目標,ROS被設計為松散耦合的分布式架構,同時得益于點對點和精簡集成設計、支持多種開發語言,開源免費等特性,ROS在短時間內積攢了全球眾多使用者和開發者。ROS已經成為機器人領域的事實標準。

    為了推廣ROS在機器人領域的優勢特點,同時鼓勵大學生學習ROS,特開設ROS機器人競賽項目,通過ROS平臺與全球高校進行機器人技術交流,通過競賽的方式提升大學生問題的解決能力、技術能力和團隊協作能力。

     

     

    賽項A組:“ROS機器人迷宮探險奪寶賽”

    簡介

    電影中常出現這樣的場景,一群熱血探險家,深入未知世界,一路充滿未知與挑戰,去尋找遠古遺存的寶物,驚險刺激令人神往。ROS進入國內被推而廣之,也經歷了從未知到熟悉的過程。此賽項為了鼓勵更多人學習ROS技術,在新興事物面前不懼挑戰,充滿熱情,同時通過競技的方式搭建了一個交流的平臺。

    比賽內容

    比賽場地為5m*5m的復合環境,由內圈和外圈組成。內圈為2m*2m的奪寶競技場地,外圈為1.5m寬的環型迷宮,內圈和外圈組成“回字形”場地,場地中心線留有寬40cm的過道,將迷宮分為左右對稱且相同的迷宮區域。外圈迷宮四個角有四個入口,迷宮共八個出口,從出口可進入內圈奪寶競技場地。奪寶競技場地內共有“一至四”等寶物,每個等級寶物分別五個,形狀類別各有不同,共計寶物20個。

    四個參賽隊伍需要讓各自的機器人從迷宮四個入口進入,機器人自動穿過迷宮,進入奪寶競技場地,隨后進行寶物的爭奪。奪寶競技場地四周有四個容器,供機器人儲存奪得的寶物。

    比賽過程及任務說明

    2.1 賽前抽簽

    ①比賽前提前至少半個小時進行抽簽決定比賽次序,并決定比賽時從哪個迷宮入口進入迷宮。

    2.2 比賽開始前準備

    ①在裁判示意比賽開始之前,當場比賽參賽選手有一分鐘時間設置其機器人;

    ②機器人設置完成后應將機器人放置于迷宮起點線處,但不能越過起點線,同時舉手示意裁判;

    ③一分鐘設置時間過后未完成設置,比賽開始后可以繼續進行設置,設置并準備結束后可以自行啟動機器人開始比賽;

    2.3 自動穿越迷宮

    ①啟動機器人后,機器人進入迷宮,機器人必須自動穿越迷宮,選手不能干擾和控制機器人;

    ②在機器人穿越迷宮的過程中,允許選手將機器人帶回起點進行設置,再次開始穿越迷宮;

    ③機器人主體超過一半越過出口即代表穿越迷宮,此時裁判示意隊員機器人已經完成迷宮穿越;

    ④自動穿越迷宮后,允許選手人為遙控機器人進行寶物爭奪;

    ⑤機器人穿越迷宮后,不能在任一迷宮出口處進行干擾和阻撓其他機器人穿越迷宮進入奪寶競技場地;

    2.4 奪寶

    ①機器人自動或手動開始奪寶,非進入寶物儲存容器的寶物皆可爭奪;

    奪取到的寶物需要放置到各隊伍對應的容器中方可得分,如錯誤放置到其他容器中,則他隊得相應分數;

    寶物的歸屬和得分按照寶物第一次被放進容器中確定,且當場比賽不再更改,寶物不能重復放置;

    ④奪寶過程中,不能出現拋、投、射、砸的方式對其他機器人進行嚴重傷害;

    ⑤在奪寶過程中允許選手將機器人帶回起點進行設置,重新開始穿越迷宮并奪寶,已奪得寶物依然有效,但會被取消穿越迷宮成就,除非再次成功穿越迷宮;

    2.5 其他

    ①威脅到人員、場地、其他機器人安全和完整等緊急情況下,裁判可進入比賽場地干預;

    ②參賽選手應遵守比賽規則,共同維護比賽秩序,有問題及時舉手示意裁判;

    機器人要求

    ①尺寸要求:參賽機器人能完全放入35*35*40cm的長方體內;

    ②機器人總重量不超過15kg;

    ③機器人可進行任意符合要求的機構設計;

    ④不能使用可燃氣體、液體等一切可能造成嚴重潛在危險的能源,不能使用帶危險性武器和銳器;

    ⑤整個比賽過程中,機器人的控制必須運行在ROS環境下;

    ⑥每個參賽隊伍需準備專用參賽設備,不得交換或者混用;

    比賽時間

    比賽時間為15分鐘,從裁判發出開始指令后計時,15分鐘時間到或者所有寶物被爭奪完則比賽結束。

    5 計分與成績說明

    5.1 計分

    穿越迷宮和奪取寶物都會獲得相應分數,詳細得分計算方式如下:

    ①成功穿越迷宮得15分;

    ②每奪得一個一等寶物得10分;

    ③每奪得一個二等寶物得7分;

    ④每奪得一個三等寶物得5分;

    ⑤每奪得一個四等寶物得3分;

    5.2 成績說明與獲勝隊伍

        按照如下方法確定獲勝隊伍:

    ①獲得總分高的參賽隊;

    ②如總得分相同,按以下順序直到評出獲勝隊伍:

    a)奪得一等寶物多的隊伍;

    b)奪得二等寶物多的隊伍;

    c)奪得三等寶物多的隊伍;

    d)奪得四等寶物多的隊伍;

    e)機器人重量輕的隊伍;

    f)由裁判委員會做最終判定;

     

    6 犯規

    有以下行為的參賽隊,被視為違反了規則,該參賽隊當場比賽會受到強制性回歸起點重新開始,并且計分清零。

    ①準備時越過起點線和搶先啟動機器人開始比賽;

    ②穿越迷宮過程中任何行為的干擾和操控機器人;

    ③機器人的控制在比賽過程中未運行在ROS環境下;

    ④惡意干擾其他機器人正常比賽;

    ⑤任何其他被視為違反規則的行為;

    7 比賽場地說明及示意圖

    ①迷宮過道和出入口寬度皆為500mm,起點線如圖中紅色線標記所示;

    ②迷宮墻壁高度400mm,厚度可忽略;

    ③從左至右,從上到下四個迷宮皆為對稱結構,內部完全一致,四個入口標號為A,B,C,D;

    ④寶物存儲容器上端開口,尺寸為(長寬高)200*200*40mm,在比賽場地中位置固定;

    ros大賽5.jpgros大賽6.jpg 




    備注——

    四等寶物:規則球形——高爾夫球黃色*3,橘紅色*2,直徑43mm,重45g;13.jpg

    連接:https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a1z0d.6639537.1997196601.14.71557484sUTHBP&id=543919777139&skuId=3439060999243


    三等寶物:不完全規則形狀——仿真銅鼎*5,長寬高48*37*55mm,重100g;14.jpg

    連接:https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a1z0d.6639537.1997196601.4.71557484sUTHBP&id=42693376341

    二等寶物:不規則形狀——仿真銀元寶*5,長寬高30*20*20mm,重18g;12.jpg

    連接:https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.47.5eb12933pmwJbh&id=43464559472&ns=1&abbucket=18


    一等寶物:不規則形狀——仿真彩色鉆石*5,直徑30mm,重15g;15.jpg

    連接:https://item.taobao.com/item.htm?id=520417629369&ali_refid=a3_430582_1006:1121201460:N:hriBDJ5rqoVs2%2Fx2tKL20A%3D%3D:35c6f303570dfb24b0fd69273e27009c&ali_trackid=1_35c6f303570dfb24b0fd69273e27009c&spm=a230r.1.14.11#detail


     

     

     

     

     

     

     

     

    賽項B組:“ROS機械臂智能抓取賽”

    簡介

    機械手臂抓取很大程度的模擬了人在生活和工作當中的場景,抓取物體看似是我們日常的一個小動作,但對于機器人來說卻是一項復雜而困難的任務。需要機器人完成感知識別、決策判斷后控制機械手臂,最后執行機構精準執行才能完成任務。多軸機器人的運動涉及到了數學建模,運動學和控制原理等等問題,在ROS中也是重點研究的對象,此比賽項目切合機器人應用場景,同時適合所有在學習和使用 ROS的學生。

    比賽內容

    機械手臂需要將三種不同形狀木質(正方體3cm*3cm,長方體長寬高5cm*3cm*2cm,圓柱體高和半徑4cm*2cm)的目標物體從隨機擺放區域分揀到放置區域。每種物體都有三個,且每種物體都有紅、藍、綠三種顏色,總共九個物體隨機放置于機械臂前方半徑為15cm的圓內。手臂的左方有三個放置區域,分別為正方形、長方形和圓形放置區域。機械手臂需要將正方體抓取放置到正方型區域(6cm*6cm),長方體抓取放置到長方型區域(8cm*6cm),圓柱體抓取放置到圓形區域(R3.5cm),并按照自上而下為紅藍綠堆疊起來。

    比賽過程及任務說明

    2.1 賽前抽簽

    ①比賽前提前至少半個小時進行抽簽決定比賽次序;

    2.2 比賽開始前準備

    ①在裁判示意比賽開始之前,當場比賽參賽選手需要提前將機械臂安裝到比賽工作臺上;

    ②安裝和準備完成后示意裁判,裁判可宣布開始比賽;

    2.3 比賽過程中

    ①比賽開始后,可以啟動機械臂進行抓取任務,抓取過程應該是自動的不能進行任何形式的人為干擾和遙控;

    ②抓取和放置目標物的順序不限,目標物未超過放置區域邊線外沿且放置區域正確視為一次成功抓??;

    ③當最底層目標物是成功抓取的,堆疊在上面的目標物不受放置區邊線約束。相反,如最底層目標物不是成功抓取的,堆疊在上面的目標物都不算是成功抓??;

    在比賽過程中僅有一次機會,示意裁判將已抓取的指定形狀(三種形狀中任意一種或多種目標物放回隨機擺放區重新抓取,但不能對機械臂進行任何干擾和控制。裁判在不觸碰和干擾機器人前提下,指定形狀的目標物全部隨機擺放區,非指定目標物不受影響。使用此機會將在隊伍最終總分基礎上扣減5;

    在比賽,參賽隊都可以要求重新開始比賽,裁判將所有目標物放回隨機擺放區,此時參賽隊員可以對機械臂進行重置和調試,完成后示意裁判再次開始比賽,重啟期間比賽保持計時。每使用此機會一次將在隊伍最終總分基礎上扣減3分;

    ⑥圓柱體總以直立方式隨機擺放在擺放區,長方體以平鋪方式;

    2.4 其他

    ①威脅到人員安全的緊急情況下,裁判可干預比賽進程;

    ②參賽選手應遵守比賽規則,共同維護比賽秩序,有問題及時舉手示意裁判;

    機器人要求

    ①機械臂需為串聯結構,臂展不超過850mm;

    ②機械臂負載不大于5kg;

    ③機械臂工作時總功率不得超過400w;

    ④機械臂自由選擇安裝夾爪或者吸盤等拾取裝置;

    ⑤機械臂整個比賽過程必須運行在ROS環境下;

    ⑥每個參賽隊伍需準備專用參賽設備,不得交換或者混用;

    比賽時間

    比賽時間為10分鐘,從裁判發出開始指令后計時,10分鐘時間到或者提前完成任務則比賽結束,比賽過程中選手可以選擇主動結束比賽。

    5 計分與成績說明

    5.1 計分

    詳細得分計算方式如下:

    抓取任一目標物放到正確放置區域5分;

    放置區內成功堆疊一個正確目標物5分,最底層不算作堆疊;

    任一形狀目標物成功完成最終堆疊且自上而下為紅藍綠,得10分該區域沒有錯誤形狀目標物;

    ④如在比賽時間內提前完成比賽,剩余比賽時間轉化為得分,每分鐘得3分,超過30秒不足一分鐘的部分算一分鐘,不足30秒不計分;

    5.2 成績說明與獲勝隊伍

        按照如下方法確定獲勝隊伍:

    ①獲得總分高的參賽隊;

    ②如總得分相同,按以下順序直到評出獲勝隊伍:

    a)比賽時間內提前完成比賽且耗時短;

    b)有任一形狀目標物完成最終堆疊且自上而下為紅藍綠;

    c)成功堆疊目標物數量多;

    d)由裁判委員會做最終判定;

    6 犯規

    有以下行為的參賽隊,被視為違反了規則,該參賽隊當場比賽會受到強制性重新開始比賽,并且計分清零。

    ①搶先啟動機械臂開始比賽;

    ②比賽過程中未被允許的干擾和操控機械臂;

    ③機械臂的控制在比賽過程中未運行在ROS環境下;

    ④任何其他被視為違反規則的行為;

    7 比賽場地說明及示意圖

    ①場地圖中15分別為隨機擺放區域、機械臂安裝區域、圓柱體放置區域、長方體放置區域和正方體放置區域;

    機械臂的安裝區域不做嚴格限制,可放置于機械臂安裝區域外,但場地圖中各個區域相對位置固定;

    ③擺放目標物的臺面為深色背景;


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