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赛事信息

Competition Information

AUV赛道比赛规则

日期:2023年06月18日 浏览量: 2710

1.比赛简介

1.1 自主式水下机器人(AUV)

自主式水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)是水下机器人的主要类别之一,集成了控制器、传感器、计算机软件、能源,具备自主感知和智能决策能力。实现自主航行的同时,可执行大范围航行探测任务,如海洋航测、目标搜寻、海底勘探等。

本次竞赛通过检验AUV完成各种水下任务的情况,来评判AUV的感知、智能控制的能力。比赛任务包括过资格赛门、撞球、精准作业、听声浮圈等,水下Aruco标记将帮助引导AUV完成前三个任务;Aruco标记或37.5kHz声学信标将引导AUV完成浮圈任务。


1.2 场地介绍

场地长度不小于20m,宽度不小于8m,水深度范围为1.3m-2.8m。

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图1 场地示意图



1.3 比赛要求

1.3.1 尺寸与重量要求

机器人必须能够放进1m×1m×2m的长方体中。

机器人重量不得大于45kg,否则将不允许参赛。

参赛队可以使用两台机器人,但总质量和总体积需满足上述要求。

1.3.2 供电需求

仅限于电池供电,不可使用220v供电,电池电压不得超过72V。

1.3.3 安全开关

每台机器人都需携带一个稳定可靠的安全(急停)开关,位于机器人外部醒目的位置,潜水员可以轻易的操作,用于紧急情况时的系统停机,停机后所有的推进器都需要停止。

1.3.4 其它

(1)AUV比赛过程中,除了投掷的球,不可丢弃任何物体进入水池中。在比赛过程中不能有油液等污染物渗漏。

(2)AUV在比赛过程中,除听声浮圈外,机器人任何部分不得露出水面。一旦任意部分露出水面,(依据2.5比赛结束)比赛终止。即比赛过程中仅可以在上浮框中浮出水面一次,完成听声浮圈任务。

(3)AUV在比赛过程中,AUV必须保证完全自主运行,参赛队伍不能以任何装置触及池水,不可使用任何无线通讯装置对机器人进行遥控控制。

(4)总时间为30分钟,10分钟为调试准备时间,20分钟为比赛时间。参赛队宣布开始比赛,裁判开始计时20分钟。AUV需要在竞赛开始后10分钟内通过资格赛大门,当机器人任一部分出水(非上浮框内)即认为比赛结束。

(5)如果对本次比赛结果不满意,可随时终止,进行下一次比赛。当参赛队员宣布终止本次比赛时,裁判将20分钟计时暂停。由工作人员打捞机器人。若参赛队选择进行下一次比赛,则本次获得的分数作废,将机器人交与参赛队员同时20分钟计时继续。

(6)参赛队可指定一名参赛队员与裁判进行沟通,在赛前进行抽签,在赛中可与裁判沟通停止比赛。


2.比赛任务

2.1 过资格赛门

2.1.1 道具说明

资格赛方形大门是由红色PVC制成,内边框尺寸为1900mm × 1300mm,具体尺寸如下图所示:

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图2 资格赛大门


门后的Aruco标记(如图所示)用于机器人的定位和定向使用,水池中的不同Aruco标记图形均不同,Aruco标记的方向指明了下一个任务的方向,Aruco标记板的大小是400mm×400mm,旋转角度范围为-180°~+180°。其摆放位置如下图所示。

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图3 定向用Aruco标记

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图4 二维码摆放方式及位置



2.1.2 规则说明

AUV在启动区域内完成下潜,开始执行任务,先从资格赛门内通过,并进行计分。若未通过资格赛门,则不予计分。

过门环节得分=基础分+挑战分,从水下穿过门就可以获得基础分和后续项目的比赛资格。

挑战分-花式过门:机器人可在过门的同时令机器人朝同一方向旋转2周。包括水平旋转(z轴)和横滚旋转(x轴或y轴),每旋转90°可以得一定分值,但反向旋转会将分数扣回,旋转2周获得满分。

注:水平旋转(z轴):5分/90°,满分40分

横滚旋转(x轴或y轴):10分/90°,满分80分


2.2 撞球

2.2.1 道具说明

池中将布置三个不同颜色的浮球,每个浮球都拴着一根线,另一端被重物固定在池底。浮球距离水面0.6m~1.2m不等,浮球高度不同。如图所示:

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图5 浮球示意图



3个直径约为20cm的充气浮球。在绳索和负载的帮助下,将球安装在不同深度的水中,浮子中心之间的水平距离约为2m。

2.2.2 规则说明

机器人按照上场前抽签得到的顺序撞击水中浮球来获取分数。若未按照顺序撞球,则只能获得较低的分数。

撞球任务后方Aruco标记指明了下一个任务的方向。其中Aruco标记的大小是 400mm × 400 mm,旋转角度范围为-180 度到 180 度。

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图6 水下精准作业定位用Aruco标记

2.3 精准作业

2.3.1 道具说明——收纳筐

池底将布置1个陈列筐,水中为负浮力,陈列筐放置3枚白色高尔夫小球,具体尺寸如下图所示:

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图7 水底高尔夫球 陈列框

池底将另外布置一个收纳筐,上面有大小不同的三个收纳格,水下机器人需要抓取水底的高尔夫球后放入收纳筐的收纳格中,如下图所示:

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图8 收纳筐


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图8 收纳筐尺寸示意图(单位mm)

 

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                    图10 水下30K声学信标

 

水下精准作业区域布置有30kHz CW信号声信标,帮助对精准作业区域进行定位。

 

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图11 水下精准作业定位用Aruco标记

水下精准作业区域布置有定位Aruco标记,具体的Aruco标记需进一步确定,帮助机器人对自身进行定位。

2.3.3 规则说明

机器人除自身出发时携带一枚黄色小球外,也可水底陈列筐中抓取白色的小球,并将他们投掷在收纳筐内。

机器人将小球投入任何一个收纳格都可以得分,将小球投入更小的收纳格可以获得更高的分数。

2.4 听声浮圈

2.4.1 道具说明

上浮框是由8根长度约为620mm的PVC管组成的正八边形。

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图12 上浮框示意图

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图13 终点听声浮圈道具示意图

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图13 37.5k CW信号声信标

上浮框下方布置有37.5kHz CW信号声信标用于机器人的制导,同时声学信标底部有红色圆盘,方便机器人进行定位,红色圆盘的直径为 400mm。

2.4.3规则说明

机器人需要从基本固定在水面指定位置的上浮框中浮出,完成任务。上浮框下方是声学信标,信标设置在一个红色圆盘上,也可以用该红色圆盘作为机器人光标定位的手段。

机器人从圈中浮出,保持至少3秒,认为是一次成功的上浮,如果从圈中浮出时没有触碰到圈,获得全部的分数,如果部分触碰到圈,获得部分分数。

2.5 比赛结束

AUV完成所有任务后,在上浮框外再次浮出水面,同时申请比赛结束。裁判停止20分钟比赛计时。若五个任务均有得分,则剩余时间折合“剩余时间加分”。


3.评分规则

总分由20分钟内完成的基础分与附加分共同组成,其中附加分只有在20分钟内各项任务均有得分,才能获得“剩余时间加分”。比赛成绩按总分进行排序,若分数相同,则质量轻者取胜。

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上述图片仅供参考,比赛以实物为准。

最终解释权归大赛组委会所有。

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