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中国机器人大赛工程竞技类机器人项目 竞速标准赛项目方案介绍

来源:     时间:2019-02-21

比赛简介

每年4月份自动化学会将发比赛通知,比赛报名在6月份,比赛时间在每年8月份。具体比赛时间见自动化学会竞赛工作委员会通知。

网址:http://www.rcccaa.org/。

机器人竞速标准项目是要求设计一个小型仿人机器人,模仿体育运动的田径比赛项目,在比赛场地内完成规则要求的仿人机器人竞速比赛任务。该机器人必须使用传感器以实现闭环行走(控制)。比赛任务为:在比赛场地上,小型仿人机器人从起跑线出发,沿环形赛道逆时针,通过双足直立步行方式行进一圈到达终点线。

机器人主要功能用途:

人形机器人全能挑战赛,NOC、中国机器人大赛,中国工程机器人大赛及相关关节类竞技项目均可参加,可以提供快速行走算法,可以扩展视觉应用;

可以实现竞步、爬坡、武术、踢足球、控球、拳击、越障、巡线、搬运、小跑、原地踏步转弯功能的关节类机器人。

机器人产品配置及技术参数:

硬件部分:

▲采用DM-PR18S总线舵机;主控为STM32F103;

▲19个自由度(可拓展至24自由度),增加腿部髋关节自由度,优化机器人整体运动结构,使机器人行走更加稳定、灵活;

▲金属搭建模块不少于30个;采用喷砂阳极氧化铝合金机构材质;

▲无限动作库,用户可自行编辑自定义动作组上传至机器人SD卡中配合后期模块扩展使用;

▲预留UART串口,可兼容主流开源硬件Arduino、Microbit、Raspberry Pi 、Intel、Banana Pi、ROS;

▲机器人核心主控搭载BLE4.0接收模块,除可使用手柄控制机器人外,任意蓝牙设备配合机器人控制协议均可实现对机器人的控制(手机APP等);

▲六轴IMU实时进行机器人位姿监控,极大程度解决机器人走偏、摔倒等位姿控制不准确的问题 ;

软件部分:

▲采用STM32系列控制板的DreamMaker通用图形化编程软件平台

课程部分

满足新课程标准,国内首家将关节类机器人和Arduino结合起来的数字化教学资源包,包含30个课时的电子教案(PPT课件、作品图片素材库)等;

▲可拓展内容:Arduino拓展包模块、python拓展包模块、OpenMV视觉模块、Rokid语音模块等,可实现语音控制、人机交互、脑电波控制、可穿戴设备控制;

附件:竞速标准赛规则

一、项目简介

机器人竞速标准项目是要求设计一个小型仿人机器人,模仿体育运动的田径比赛项目,在比赛场地内完成规则要求的仿人机器人竞速比赛任务。该机器人必须使用传感器以实现闭环行走(控制)。比赛任务为:在比赛场地上,小型仿人机器人从起跑线出发,沿环形赛道逆时针,通过双足直立步行方式行进一圈到达终点线。

二、技术委员会

负责人:裴东,西北师范大学,615960576@qq.com,13309465612;

成 员:高育鹏,空军工程大学;

林 华,福州大学;

朱海荣,江苏工程职业技术学院。

三、赛项说明

3.1参赛队伍

每支参赛队队员人数不能超过 3 人。

3.2机器人数量

1.每支参赛队使用 1 个机器人参加比赛。比赛前,各参赛队需要对机器人进行登记并粘贴标识;

2.同一个机器人只能代表一支队伍参加比赛;

3.违反比赛规则的机器人,取消上场资格。

3.3裁判工作

1.由竞赛组委会邀请裁判执行场地比赛裁判工作,裁判在比赛过程中所作的裁决将为比赛权威判定结果;

2.裁判责任:核对参赛队伍的资格,执行比赛的所有规则;审定比赛场地、机器人等是否符合比赛要求;监督比赛的犯规现象;记录比赛的成绩和时间。

四、比赛场地及器材

图 1 场地示意图

4.1场地尺寸

1.场地为 3660mm×2440mm 的长方形区域;

2.赛道为环形,赛道全长 7276mm;赛道宽度 350mm。

4.2场地材质

场地制作使用 3 张 1220mm×2440mm,厚 18mm 的白色实木颗粒板。

4.3场地标识

1.赛道边线(内边线或外边线)均使用 16mm 宽黑色防水电工绝缘胶带粘贴;

2.弯道内边线和外边线的圆周半径分别为 595mm 和 945mm。

4.4制作方法

1.建议到当地建材市场购买 2440mm×1220mm,厚 18mm 的白色实木颗粒板;

2.将 3 张白色实木颗粒板长边贴缝平放在平地上,拼接并固定构成比赛场地(场地上表面板间缝隙不能用任何东西加固,以保证场地的平整度);

3.使用 16mm 宽黑色防水电工绝缘胶带,按照场地图纸标识尺寸, 贴出赛道边线(内边线或外边线),用黑色记号笔画出起跑线;

4.在赛道的“内边线”的内侧,标识出与起跑线相隔距离,用于帮助认定和记录“机器人走过的距离”。

4.5说明

1.正式比赛时的比赛场地以承办方提供的实际场地为准;

2.参赛机器人必须适应承办方提供的比赛场地。

五、机器人要求

为使各参赛队能在同一个平台上进行公平比赛,对参赛使用的机器人做如下要求:

5.1机器人结构

1.仿人机器人必须有明显的头、手臂、躯干和双足等部分,与人体的结构比例相协调。

2.要求机器人整体自由度≥13;头部有 1 个自由度,单臂至少有 2 个自由度,行进过程中有明显的比较协调的摆头和摆臂动作。

3.要求机器人单腿应有 3 个自由度用于弯曲;要求至少有 1 个自由度用于改变机器人的前进方向,可安装在机器人腿部任何位置。

4.机器人双足结构是类人的,要求双足必须符合人脚形状、单足形状是矩形的平底脚板。机器人单足尺寸(机器人单足脚底板和其上安装的辅助器件,共同构成机器人的单足)不大于(长)150mm× (宽)100mm;机器人其他部分的尺寸不限。

5.2机器人制作

1.按照比赛项目要求,机器人可扩展多种传感器来对机器人的比赛过程进行精确的控制,以求更好的成绩;

2.参赛机器人可以是参赛队自主设计和加工制作的机器人,也可以是参赛队购买套件组装调试的机器人。

5.3机器人控制

1.机器人依靠搭载在机器人本体的微控制器、传感器等来感知周围环境,独立自主的行走,不允许采用有线和各类无线控制;

2.机器人的控制程序,必须在上场比赛前一次写入,比赛期间不允许改写程序。裁判员必要时可要求进行重启检查。

5.4机器人行走

1.机器人的双腿协调配合双足行走,并有明显的摇头和摆臂动作;

2.机器人的双足行走,采用双足直立步行方式,禁止以蹲姿(指从侧身看去机器人腿部各关节之间打开幅度有小于 120°的情况)方式步行;

3.机器人的行走步速,要求机器人匀步速行进,禁止以多步子快跑、暂停时判断的方式行进;

4.要求机器人依靠搭载在机器人本体的电池供电,禁止依靠外部电源供电。

六、评分标准

6.1比赛时间

准备时间≤1 分钟;比赛时间≤4 分钟。

6.2比赛成绩

完成比赛情况:机器人站在起跑线后,裁判发令计时开始,同时启动机器人,按逆时针方向前进。机器人单足压上终点线,计时结束, 记录比赛时间。比赛时间越短,则排名越靠前。

未完成比赛情况:比赛过程中出现下列情况之一,结束比赛,记 录机器人走过的距离和比赛进行的时间,作为参赛队成绩排名的依据。

1.比赛时间超过规定的比赛时间;

2.机器人出界(行进过程中,机器人单足整体踏出赛道边线(内边线或外边线),认定为出界);

3.机器人出现在原地不动的情况,且停止时间超过 10 秒;

4.机器人倒地后不能自主爬起继续参加比赛;

5.裁判认定的其它结束比赛情况。

终止比赛情况说明:比赛过程中出现下列情况之一,中止比赛, 不计成绩。

1.裁判发令后,机器人在 10 秒内没有启动;

2.在行进过程中,机器人明显使用非双足直立步行方式行进;

3.在比赛过程中,参赛队员触碰到机器人;

4.机器人没有自主循线功能,在比赛场地上盲跑;

5.裁判认定的其它违规情况。

七、赛程赛制

7.1赛制安排

1.比赛采用轮次赛赛制,每支参赛队依次上场比赛,比赛顺序以赛前领队会抽签或者技术委员会确定的顺序为准。

2.根据参赛队数量,技术委员会确定比赛的轮次数量、每支参赛队每一轮比赛的次数,以及每一轮晋级的比例,具体安排以赛前发布的赛程要求为准。

7.2赛前要求

所有比赛队伍,必须提供WORD 电子版本的技术报告(含机械设计方案、硬件电路方案、主要算法、竞赛策略等),技术报告电子版本按要求拷贝至主办方指定的电脑中。

点击下载:中国机器人大赛工程竞技类机器人项目竞速标准赛方案


(编辑:元元)

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