第十六届全国大学生智能车竞赛线上全国总决赛裁判手册

卓晴 2021-08-12 16:12:11 阅读数:689

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大学生 十六 国大 全国 六届

简 介: 2021年全国大学生智能车竞赛全国总决赛采用线上比赛的形式。本文给出了线上比赛裁判用于控制比赛流程与判罚与得分标准。

关键词 智能车竞赛裁判

 

§01 工和职责


在进行线上比赛过程,除了参赛队员之外,还需要有以下工作人员帮助完成整个比赛:

  • 裁判员:帮助进行现场计时和统计得分;
  • B站直播员:负责现场对于比赛过程进行B站直播以及通过腾讯会议与远程组委会监视人员进行沟通;
  • 仲裁委员:完成对于现场车模检查、成绩确认以及比赛过程问题解释;
  • 录像记录员:负责对现场比赛进行录像。在录像过程中,需要保持视场内保持有手机秒表画面。
  • 赛场组织人员:负责协调比赛中各个成员之间的工作,并在比赛之后负责将相关的资料发送给竞赛组委会。

如果有条件,每个赛点可以有多所学校构成,建议比赛中的上述工作人员能够有各学校领队老师担任。

考虑到现在全国各地防疫要求不同,有的赛点可能人员比较少,在此情况下,比赛中的工作人员可以有本校的老师、队员担任。

每个赛点的工作人员信息和联系方式在线上比赛赛点申请表格中填写完整。

 

§02 赛流程


所有参赛加第十六届 线上比赛 的队伍(包括东北赛区参赛队伍以及参加全国总决赛队伍)都需要按照 第十六届全国大学生智能车竞赛全国总决赛线上比赛规范 以及 第十六届全国大学生智能车竞赛线上比赛-赛前开题 提交以下文档:

  • 参赛报名表格;
  • 参赛防疫与诚信承诺书;
  • 线上比赛赛点申请表格;
  • 赛道审核文档;

一、比赛前准备

1、建立网络远程联系通道

每个线上比赛赛点的网络远程联系通道包括两部分组成:

(1) 腾讯会议

腾讯会议是由竞赛组委会在比赛之前统一发送给参赛队伍的,这是竞赛组委会指导和监督线上比赛的直接通道。通过通讯会议,竞赛组委会看到比赛场地、比赛流程、比赛积分等,并参与技术检查、比赛仲裁、成绩认定等过程。

(2) B站直播

B站直播是由参赛队伍提前建立,并在线上比赛赛道申请表格中提交给竞赛组委会。并由组委会统一提前进行公布。这是方便全国参赛师生进行比赛观摩以及监督的窗口。

2、比赛环境确认

在比赛之前由竞赛组委会对于比赛环境进行逐一确认。

(1) 比赛场地确认

竞赛组委会根据参赛队伍提交的赛道技术文档对于比赛现场的场地进行确认:

  • 比赛场地技术指标:赛道长度、赛道元素(坡道、十字路口、三岔路口、环岛、苯环、几字弯道、越野路面元素等),场地面积;
  • 比赛场地得分确认:对于赛道上铺设赛道元素进行得分确认,即车模成功运行一周得分总量。

(2) 比赛计时确认

  • 对于除单车拉力组之外,参赛队伍可以使用手机秒表对于比赛过程进行计时。
  • 单车拉力组可以使用与全国组委会用于分赛区比赛相同的计时系统,也可以使用自行计时系统。如果条件不允许,也可以利用手机秒表计时完成计时方式;

(3) 比赛录像方式确认

为了能够精确计时、成绩复查认真、比赛过程公开,需要在比赛过程中进行录像。录像的方式可以包括:

  • 直接使用手机横屏录像,推荐使用方式;
  • 使用专用摄像机录像;
  • 使用电脑+高清USB录像;

进行录像的可以使用现场裁判来完成,或者单独邀请另外志愿者来协助完成。

对于录像要求:

  • 在每一次比赛过程中,从发车到比赛结束(时间到,或者车模冲出赛道)需要有录制完整;
  • 镜头中心能够跟随车模运动,画面能够分清车模是否完成相应的动作。比如车模是否在赛道上,车模是否通过赛道元素,室内视觉AI组的车模是否完成相应的动作等;
  • 在镜头画面一角始终保持有计时手机画面存在。特别是在发车以及比赛时间到(比如三分钟时间到),画面中手机计时画面需要清晰。

参赛队伍每一次发车独自形成一个录像文件,在比赛后统一提交给竞赛组委会。比赛录像的命名格式为:

参赛组别_学校名称_队伍名称_比赛序号.文件后缀
  • 其中: 参赛组别名称 包括 基础四轮、全向行进、双车接力、室内视觉、节能型表、单车拉力、电磁越野、专科基础

二、比赛过程

每个线上参赛点都有确定的比赛开始时间。在开始时间之前参赛队伍需要准备好比赛场地、比赛辅助系统(电磁信号源、信标灯、智能视觉软件等)、计时直播录像方法;并且每个参赛队伍都在比赛场地上进行充分的调试。

1、比赛总时间与发车次数

比赛开始后,每个参赛队伍就不再允许进行场地试车调试,只是在给定的时间内进行三次发车比赛。在每次发车之前允许下载程序和少量对车模上拨码开关的修正。比赛过程中如果车模出现故障从而造成无法比赛,不再允许修车过程。为了使得比赛过程紧凑,每个参赛队伍比赛过程限定在15分钟之内。

2、单次发车积分时间

对于 第十六届全国大学生智能车竞赛全国总决赛名单-公示版 公布的进入全国总决赛各个组别预赛成绩统计,结果如下表格所示:

【表2-2-2 各组别预赛成绩统计】

赛题组别 队伍数量 平均时间 方差 最小值 最大值
基础四轮组 52 33.39 16.29 17.385 97.843
全向行进组 52 47.28 19.27 25.931 121.777
双车接力组 51 35.90 15.66 18.613 97.799
节能信标组 51 61.29 13.08 39.83 102.248
电磁越野组 50 46.04 7.12 28.317 63.078
单车拉力组 45 62.97 9.17 46.732 87.307
智能视觉组 49 88.09 35.57 25.744 189.318
专科基础组 23 56.19 34.17 26.259 150.618
from headm import *
scoreid = 2
filename = tspgetdopfile(scoreid)
printf(filename)
with open(filename, 'r', encoding='gbk') as f:
lines = f.readlines()
printf(lines)
scoredim = []
for id,l in enumerate(lines):
l = l.strip('\n').split()
if id > 0:
scoredim.append(float(l[-2]))
printf(scoredim, len(scoredim))
printff(mean(scoredim), std(scoredim), min(scoredim), max(scoredim))

根据对进入全国总决赛参赛队伍预赛成绩统计,确定在线上比赛过程中,每个组别在单次发车后积分时间分别为:

【表2-2-3 每个组别单车发车积分所使用的时间】

赛题组别 积分时间 备注
基础四轮 2分钟(120秒)
全向行进组 3分钟(180秒)
双车接力组 2分钟(120秒)
节能信标组 3分钟(180秒)
电磁越野组 3分钟(180秒)
单车拉力 三次快车道比赛
三次慢车道比赛
比赛分为两个阶段,
采用计时方式进行比赛
室内视觉组 赛道积分:2分钟(120秒)
靶标识别:2分钟(120秒)
比赛分为两个阶段
专科基础组 3分钟(180秒)

3、分阶段比赛

在比赛过程中,只有单车拉力组与室内视觉AI组是分成两个比赛阶段的,其他六个组别都是一个比赛积分阶段。

在单个比赛积分阶段的比赛中,最终成绩是由三次积分中最大的积分作为最终的比赛成绩;

(1) 单车拉力比赛

单车拉力比赛的成绩是由车模在快车道上的运行时间减去在慢车道上运行时间。比赛分为两个阶段,快车道比赛阶段以及慢车道比赛阶段。

在快车道比赛阶段中,车模连续发车三次,最终选择时间最短的一次成绩作为快车道比赛成绩。如果三次快车道发车车模最终没有完成比赛,则单车拉力比赛失败

在慢车道比赛阶段中,车模连续发车三次,最终选取时间最长的一次成绩作为慢车道比赛成绩。如果三次发车车模最终没有完成慢车道比赛,那么慢车道比赛成绩记为 0

最终成绩等于快车道比赛成绩减去慢车道比赛成绩。

(2) 室内视觉组比赛

根据 第十六届全国大学生智能汽车竞赛总决赛 AI视觉组线上赛细则 ,室内AI视觉组的比赛也分为两个阶段。

  • 赛道积分阶段: 车模连续发车三次,进行三次积分比赛。每次赛道积分时间为2分钟(120秒)。最终选择三次中积分最多的一次作为赛道积分阶段的成绩;
  • 靶标识别积分阶段: 车模连续进行三次靶标识别积分。每次积分比赛的时间为2分钟(120秒)。最终选择积分最多的一次作为靶标识别积分成绩。

最终成绩等于赛道积分与靶标识别积分相加结果。具体比赛过程可以参见上面的AI视觉组线上比赛细则

在分阶段比赛中,在两个阶段切换过程中,允许选手对于车模的软件进行重新修改,或者通过车模上的人机界面对于车模程序参数进行设计。

4、节能信标组

节能信标组的比赛过程有着几点特殊要求。

(1) 比赛电源设置

节能信标组要求使用统一制定的节能信标电源。为了保证节能信标电源输出功率的一致性,要求为节能信标组 提供直流工作电源 的参数设置如下:

  • 输出电压设置为:+24V(±0.2V)
  • 输出电流限制设置为:3.5A(±0.2A)

比赛前需要能够使用标准的数字万用表的电流档(10A档)测量到直流工作电源输出电压的限制电压数值。

(2) 比赛前放电

在每次发车前,需要使用数字万用表,对于车模储能法拉电容两端电压进行测试,要求放电后的法拉电容端口电压小于0.1V

注意:不能够边放电边测量,一定需要在停止外部法拉电容放电的情况下测量确认储能电容端口电压小于0.1V。

(3) 比赛开始过程

在比赛开始前,要求参赛队伍手持放电完之后的车模站在发车灯旁边。

按动信标灯控制器中的 “K2”按键,使得车模进入随机点亮灯状态。

在比赛开始计时之后,比赛队员将车模放置在第一个灯上面进行充电。然后比赛自动进行,直到比赛时间(3分钟)结束,或者车模停止运行为止。

比赛分数为车模启动之后灭掉的信标灯的个数。第一盏用于充电的灯不计入最终灭灯积分次数当中。

三、比赛后工作

1、比赛成绩确认

在车模的每一次发车之后,都由现场裁判进行成绩统计,并记录在成绩确认表中。现场通过腾讯会议报告给竞赛组委会记录。同时通过B站直播过程进行播报。

在队伍比赛完之后,现场裁判给出比赛最终成绩。并由参赛队伍在记录表单(表单格式有参赛队伍自制)上签字确认。现场裁判通过拍照将签字确认的照片通过微信实时发送给竞赛组委会。

2、车模检查

车模检查可以采取以下两种方式:

  • 比赛后立即检查:对于参赛队伍少的比赛点,可以在车模比赛场立即对车模进行检查。
  • 比赛后集中检查:对于参赛队伍多的比赛点,可以将比赛结束后的车模先集中统一放置在车模展示区。在比赛都结束之后,在进行统一检查。

车模检查通过腾讯会议产出B站直播进行检查过程的直播。检查内容:

  • 根据车模技术检查表对于车模的车型、尺寸等限制进行检查;
  • 展示车模上自制电路板的LOGO信息,MCU型号等;
  • 按照腾讯会议上组委会实时要求,对车模其他信息进行复核,其中包括检查是否有无线通讯模块、电机、舵机等型号信息。

3、提交比赛资料

在比赛之后,通过邮件、微信等方式向竞赛组委会提交比赛资料。比赛资料的要求请参见: 第十六届全国大学生智能车竞赛全国总决赛线上比赛规范 第四部分赛后工作中的要求。

其中关于现场比赛录像部分,除了直播录像下载地址之外,还需要提供每个队伍每次发车积分的完整手机录像。

 

§03 罚与得分


一、违例判罚

1、冲出赛道违例

冲出赛道违例是针对室内PVC赛道上的个各赛题组(基础四轮、专科基础、全向行进、双车接力、视觉AI)而言,在通过各个赛道元素时冲出赛道违例。

在连接各个赛道元素之间的直道或者弯道中,允许车模冲出赛道并返回,不存在冲出赛道违例。

下面给出赛道元素出赛道违例判罚标准:

【表3-1 赛道元素违例判罚】

赛道元素 违例判罚标准 备注
十字路口 在十字路口赛道中心前后左右50厘米范围内
车模的任何一个车轮不允许冲出赛道。
在经过十字路时没有直行,也算作冲出赛道违例。
环岛 1. 在环岛与赛道切点前后50厘米赛道范围内
车模任何一个车模不允许冲出赛道
2. 在环岛内,车模车轮不允许在内环进入环岛内侧。
3.车模在路过环岛时必须绕行环岛一周,或者一周以上。如果没有绕行,按照冲出赛道违例判罚。
三岔路口 1. 在三岔路口三角区中心前后50厘米,车模车轮不允许冲出赛道。
2.除了双车组之外,其它组别在同一个三岔路口前后两次通过相同一条岔路。
坡道 车模在坡道上不允许车模车轮冲出赛道。
这一点比之前仅仅要求车模通过最高点更加严格。
车库 在车模从车库出发之后,在赛道上1米的范围内车模车轮不允许冲出赛道。
如果车模从车库出发在1米之内进入其它赛道元素,就按照其它赛道元素标准判罚。

如果车模在经过赛道元素过程中存在冲出赛道违例,那么该赛道元素就不再进行积分。

2、积分顺序违例

车模在赛道上运行时,所有赛道元素积分必须按照顺序完成。不允许跳过某些赛道元素进行积分。

跳过赛道元素的情况包括:

  • 直接从赛迪上冲出赛道,然后在赛道的另外一段自动回到赛道上;
  • 在经过环岛时,没有进入环岛;
  • 在经过十字路口时没有直行;

如果出现赛道元素跳过现象,则就出现积分顺序违例。此时,在剩下的车模运行中,所经过的赛道元素都不再进行积分,直到车模重新回到被跳过的赛道元素并通过之后才开始继续进行赛道元素积分。

比赛在下图中给出了1,2,3个车模出现顺序违例的情况:

  • (1)车模在十字路口1直接左转;
  • (2)车模在环岛2没有进入环岛;
  • (3)车模在坡道2下坡之后直接冲出赛道并由环岛2下面的赛道重新进入赛道。

▲ 图3.1 赛道积分顺序违例说明

▲ 图3.1 赛道积分顺序违例说明

在上述车模顺序积分违例情况下,车模必须能够自动返回到相应的十字路口1、环岛2、坡道2的位置才能够继续进行积分。在此之间车模所运行经过的赛道元素都不计入积分。

需要说明的是,在前面“冲出赛道违例”过程中,如果在后面没有出现积分顺序违例,则仅仅扣除冲出赛道时对应的赛道元素的积分,后面的比赛可以“接着奏乐,接着舞”。如果在冲出赛道之后,出现了顺序违例,则需要按照第二条的方式处理。

3、单车轨迹违例

以下两种轨迹违例(交叉与偏离)都是针对单车在慢速赛道上运行时进行判断的。

(1) 轨迹交叉违例

单车比赛过程分为快车道与慢车道比赛。在慢车道比赛中,规则要求车模的行动轨迹必须满足简单封闭曲线要求,即不允许车模行迹曲线出现交叉点。

比如下面红色曲线代表单车行走轨迹,它自身存在交叉点,所以存在轨迹违例。

▲ 图3.2 红色曲线代表电车轨迹,它存在自身交叉点

▲ 图3.2 红色曲线代表电车轨迹,它存在自身交叉点

在下面所示的几种单车运行轨迹都是符合简单闭合曲线的要求。

▲ 图3.3 这些红色曲线所代表的单车行动轨迹都是允许的

▲ 图3.3 这些红色曲线所代表的单车行动轨迹都是允许的

(2) 轨迹偏离违例

当电单车的位置偏离赛道赛道引导线距离超过越2米左右的距离,现场裁判可以判定单车轨迹偏离违例

如果单车出现了轨迹违例,则本次比赛失败。

4、锥桶违例

在电磁越野组以及单车拉力组,在赛道转弯的地方都设置有锥桶。如果车模在运行过程中撞击到锥桶或者绕过锥桶抄近路,则判定为锥桶违例。

如果出现锥桶违例,对于单车比赛判为比赛失败。对于电磁越野比赛,则需按照前面的积分顺序违例来进行判罚,即,车模需要重新回归到锥桶违例之前的位置正常通过赛道。其间的赛道元素都停止积分。

二、赛道元素得分

1、赛道元素得分表格

在比赛中,赛道上每个赛道元素的得分表格如下:

【表3-2-1 赛道元素得分表格】

比赛任务 比赛得分 备注
发车任务 1 安装发车标准成功发车
环岛任务 5 从入环岛到出环岛,包括室内环岛与室外苯环环岛
三岔路口任务 5 必须满足前后两次通过不同三岔路口支路
三岔路口转换运行模式 5 针对全向行进组车模在三岔路口内更换行进方向设定的计分
如果没有更换方向,则不增加5分。因此对于全向行进组通过三岔路宝最多可以获得10分。
十字路口任务 2 十字路口直行
坡道任务 5 由于坡道使得车模在最高点距离地面15厘米
包括室内坡道与室外越野坡道。
几字直角弯道任务 5 只是用于室外电磁AI组别
越野元素任务 3 赛道中只允许部署一整套越野元素,每个越野元素各一分
视觉AI
识别数字
5 如果是偶数,则往前行进大约30厘米,然后退回到原地;如果是奇数,往后退行大约30厘米,然后返回原地;
如果动作错误或不做动作,则扣5分;
视觉AI组
识别AprilTag
5 如果是偶数,车模先往前行进大约10厘米,然后再返回原地。如果Apriltag是奇数,则车模先后退大约10厘米,然后返回原地;
如果动作错误或不做动作,则扣5分;
视觉AI
识别动物
10 识别到动物,车模的摄像头左右摇摆两次,摇摆的角度大于90°。或者车模前轮转向左右摆动两次。
如果动作错误或不做动作,则扣10分;
视觉AI
识别水果
10 识别到水果,车模激光管发送激光对水果图片下方的键盘进行照射打靶,激光光斑需打在图片垂直映射下来的键盘上即可(打在屏幕上会产生镜面反射,不容易判断是否进行了打靶),照射时间超过1秒钟。
如果动作错误或不做动作,则扣10分;
传球接力任务 10 应用于双车接力组。允许双车接力完成超过一次以上的任务。
这个计分与过三岔路口计分累计,所以在三岔路宝实现传球接力实际得分15分。
无球接力任务 5 用于双车接力组。也就是两个车模通过三岔路口完成一停一走动作。
这个得分与过三岔路口可以同时计分。因此实际上得到10分。
灭灯任务 1 针对于节能信标组

其中

2、比赛中计算积分方法

由于比赛中,车模运行速度很快,所以在统计得分的时候可以采用以下方法。

在比赛之前,首先由组委会核算车模运行单圈所能得到的分数: S S S
比赛过程中,统计从发车到结束(时间到,或者车模故障,冲出赛道引起比赛结束)以下数据:

  • 车模完整运行圈数: N N N
  • 车模冲出赛道违例分数: F F F
  • 车模在时间到的时候,最后半圈所通过赛道元素得分: M M M

最后的得分为:
S c o r e = S × N − F + M + 1 Score = S \times N - F + M + 1 Score=S×NF+M+1

公式中最后的 1 是车模成功发车得分。如果车模在发车过程中没有从赛道车库出发或者发车过程出现冲出赛道违规,则最后一分去除。

对于室内视觉AI组以及单车拉力组需要按照车模两个阶段的积分或者时间进行计算得到最后的比赛分数。

对于信标组,积分最为简单,得分就是车模在三分钟内灭灯的个数。


■ 相关文献链接:

● 相关图表链接:

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