智能水中机器人技术应用与设计大赛说明

1、第九届全国信息技术应用水平大赛比赛说明（比赛科目：智能水中机器人技术应用与设计）一，指导原则? 通过水中机器人的设计与应用锻炼推动高校工程教育发展、促进综合性技术人才培养；? 利用机器人技术的综合性，培养学生机械组装、电路设计、编程调试等综合应用能力；? 利用机器人技术的多样性，培养学生创新意识、协作精神、团队合作等工程实践素养；? 竞赛与教学相结合，通过竞赛提高教学质量，通过教学促进竞赛水平；? 提高高校工程教育发展、促进综合性技术人才培养。二， 参赛说明? 面向全国全日制在校大学生（高职、本科、研究生） ；? 比赛以学校为单位报名，不接受个人报名，不接受跨学校联合组队报名；? 比赛为团体赛

2、， 参赛者以团队形式参赛， 参赛人数每个团队最多不超过 3 名队员和 2 位指导教师， 所有人员一经报名，不得更改；? 报名方式：第一步：网上公布报名网址； 第二步：以学校为单位进行报名，学校负责老师登录大赛管理报名系统，录入参赛队伍 报名信息，组委会审核后通过者报名成功。 （注意：报名信息一经录入，不得更改） 第三步：组委会在规定时间进行网上公示，确定最后参赛队伍名单。 参赛队员基本知识要求1）多机器人协作基本知识2）C+语言编程技能3）电路原理、接线与安装基本知识4）2.4G 通讯技术基本概念及应用5）机械设计与组装基本知识三， 比赛流程? 比赛采用初赛、决赛两级赛制。? 初赛时，各参赛队

3、将作品申报表（带章扫描件） 、设计技术文档提交大赛组委会，组委会组织专家进行评审，并据此评出入围全国总决赛作品名单。有条件的省份将通过现场评审形式进行，现场评审有关安排另行通知）? 全国总决赛集中进行，通过现场演示答辩和现场实操两个环节评出全国特、一、二、三等奖各奖项；? 详细比赛流程如下图：颁奖大赛组委会公布报名网址；各参赛学校进行网上报名，每支队伍 3 名队员、 2 名指导老师；一经报名，不得更改）通过大赛组委会获得水中机器人资料和软件授权通过技术支持单位进行软硬件平台租购组委会确认并网上公示参赛学校和参赛师生名单作品申报表（带章扫描件） 、技术文档提交初审，评出入围总决赛名单； 部分有条

4、件的省份进行现场评审（现场安排另行通知）通过现场演示答辩、现场实操两环节完成；现场实操每队不超过三名选手参加决赛结束，各奖项现场颁发。? 赛程安排学校报名： 2014年 4月 5日 2014年 4月 20日作品提交： 2014 年 4 月 30日前初赛评审： 2014年 5月 1日2014年5月 10日2决赛入围名单发布： 2014年5月 12日前 全国总决赛： 2014 年 5 月 2426 日 颁奖典礼： 2014 年 5 月 26日四，比赛平台与环境说明? 全局视觉比赛平台 全局视觉组所选用的竞赛系统为北京大学智能控制实验室开发的多水中机器人协作平台，如下 图所示。该协作平台包括：水中机

5、器人执行系统、无线通讯系统、图像处理系统、策略执行系统四部分 水中机器人执行系统为三关节机器鱼，该款机器鱼是仿生机器人研发的最新成果，具有极高的 运动性能，能够在狭小的水面上实现转弯、掉头等运动，能够真实模拟鱼类游动达到以假乱真的效 果。该机器鱼的各个关节可以独立控制，并可以扩充增加胸鳍、重心调节等装置。通过底层运动控 制函数的调整，可以改变机器鱼的运动模态和运动效果，从而实现机器鱼在多种运动方式之间的切 换，从而更加逼真的模拟鱼类的游动。先后有多位国家领导人莅临参观机器鱼，并且多次被央视新闻联播报道。? 自主视觉比赛平台 自主视觉比赛采用北京大学智能控制实验室开发的自主视觉机器鱼作为比赛平台

6、。该平台 为基础运动平台，基于此平台可以进行多种扩展。该平台采用模块化的硬件设计结构， 嵌入式系统作为图像处理及策略控制模块， 采用 STM32 作为运动控制模块和传感采集模块。具有 1 个内置 IMU、 1 个摄像头、 1 个压力传感器、 1 个红 外传感器等传感装置，以及 1 个尾鳍和 2 个胸鳍共三个可独立控制的摆动装置。可进行重心调 整机构、机械手等操作机构的扩展。五，比赛内容参赛团队需从以下题目中结合自身团队经验选择一项或者多项作为参赛题目； 基本器材由组委会统一提供，现场搭建，辅助器材各队自己设计并携带； 参赛团队可选题目：题目 1：机器人创新创意 参赛队伍根据水中的实际应用（搜救

7、、探测、侦查、作业、娱乐等）进行自由创新创意，设计 相关水中机器人。在决赛阶段进行实物展示，展示内容包括但不限于实物、PPT、录像等。专家根据所设计的参赛作品的实际应用前景、设计功能、产品现场演示、现场讲解等进行评分。题目 2：全局视觉机器人水球 2V2 参赛队伍根据组委会统一提供的设备散件（运动模块、控制模块、通讯模块等）和自带的标准水中 机器人竞赛设备，进行现场组装。组装完毕后使用组委会提供的多机器人协作平台进行 2V2 的水中足球 比赛，足球比赛规则与人类足球比赛规则类似。参加比赛的水中机器人必须包括现场组装的水中机器人 设备。题目 3：全局视觉机器人抢球博弈 参赛队伍根据组委会统一提供

8、的设备散件（运动模块、控制模块、通讯模块等）和自带的辅助 设备（相关配件和一个自行设计的水中机器人） ，进行现场组装、现场编程（编程设备自带） 。组装 完毕后，两台水中机器人通过组委会提供的多机器人协作平台进行将水池中漂浮的多个物体搬运到 指定地点。根据自带辅助设备的加工难度、设计外观、搬运物体数量来取得像样的分数，题目 4：全局视觉机器人创意编队 参赛队伍根据组委会统一提供的设备散件（运动模块、控制模块、通讯模块等）和自带的辅助 设备（相关配件和一个自行设计的水中机器人） ，进行现场组装、现场编程（编程设备自带） 。组装 完毕后进行编队控制，类似于花样游泳。根据自带辅助设备的加工难度、设计外

9、观、设计编队的难度不同，相应的技术得分也有所不同。题目 5：全局视觉水中救援 参赛队伍根据组委会统一提供的设备散件（运动模块、控制模块、通讯模块等）和自带的辅助 设备（相关配件和一个自行设计的水中机器人） ，进行现场组装、现场编程（编程设备自带） 。组装 完毕后使用对被困与水中的救助对象实施救援，水中有 5 个救援对象，每个救援对象的救援难度都 不同，对应相应的分数。根据救援机器人辅助设备的创意、救援区得的分数、救援时间等进行评价。题目 6：全局视觉机器人水中角力 参赛队伍根据组委会统一提供的设备散件（运动模块、控制模块、通讯模块等）和自带的辅助 设备，进行现场组装、现场编程（编程设备自带）

10、。组装完毕后分组进行角力，力量大的胜出。最终 决出名次。题目 7：自主视觉机器人水中搜救 参赛队伍根据组委会统一提供的设备散件（运动模块、控制模块、通讯模块等）和自带的辅助 设备（机械手臂相关配件和） ，进行现场组装、现场编程（编程设备自带） 。组装完毕后进行整个水 域的搜救，搜寻不同的目标物，根据找到目标物并标记的数量多少获取不同的分数。题目 8：自主视觉 机器人 水球 1V1 参赛队伍根据组委会统一提供的设备散件（运动模块、控制模块、通讯模块等）和自带的辅助 设备（机械手臂相关配件和） ，进行现场组装、现场编程（编程设备自带） 。组装完毕后分组进行水 球比赛，比赛规则同人类足球的比赛规则。

11、题目 9：机器人仿真花样游泳在组委会统一提供的标准仿真平台中进行多个水中机器人运动的规划，类似于花样游泳。专家 根据花样游泳的技术难易程度和创意精彩程度进行评分。六，评审细则? 初赛评审： 初赛评审主要是通过对参赛队提交的技术文档进行审议，根据其设计的完整性和技术难度评出 入围决赛的队伍。初赛提交参赛材料包括：1） 作品申报表（要求为带章扫描件） ；2） 技术文档：作品设计报告和设计程序（要求为源程序，可执行、可仿真） 。 （特别说明：参赛材料以电子邮件形式发至大赛指定邮箱，邮件标题命名规则为“参赛学校名 称作品名称” ）? 决赛评审：决赛由现场演示答辩、现场 实操 两个环节组成，两个环节综合评出全国特等奖和一、二、三 奖，两个环节所占分值比例为 70： 30。决赛用设备散件