第十四届福建省青少年机器人竞赛VEX机器人工程挑战赛主题与规则.docx

1、第十四届福建省青少年机器人竞赛VEX机器人工程挑战赛主题与规则2016年第十四届福建省青少年机器人竞赛VEX机器人工程挑战赛主题与规则1 VEX机器人工程挑战赛简介VEX机器人工程挑战赛是一项引进的青少年国际机器人比赛项目。其活动对象为中小学生，要求参加比赛的代表队自行设计、制作机器人并进行编程。参赛的机器人既能自动程序控制，又能通过遥控器控制，并可以在特定的竞赛场地上，按照规则的要求进行比赛活动。在中国青少年机器人竞赛中设置VEX机器人工程挑战赛的目的是激发我国青少年对机器人技术的兴趣，为国际VEX机器人工程挑战赛选拔参赛队。2 竞赛主题本届VEX挑战赛的主题为“一网打尽”。“一网打尽”是一

2、个令人兴奋和充满活力的比赛。每场比赛包含两种不同类型控制方式手控和自动控制。比赛的特点是两个参赛组成的联队的机器人从赛场的两边出发进行比赛。参赛队通过完成各种任务（把球射入篮筐得分，和/或把自己的联队伙伴举起到不同的高度得分，等等）竞争得分。参加“一网打尽”比赛，参赛队要开发许多新技能来应对各种面临的挑战和障碍。有些问题需要个人来解决，还有些问题要通过与队友及指导教师的交流来处理。参赛队员要一起构建自己的机器人参加多次比赛，与自己的队友、家人和朋友分享取得的成绩。经过比赛，学生们不仅可以完成自己的比赛机器人，也提升了对科技和利用科技来积极影响周围世界的认识。此外，他们还可提高素质，如研究、规划

3、、集思广益、合作、团队精神、领导能力等。在每场比赛中，各由两支参赛队组成的两个联队（红队和蓝队）上场竞技，获取比对方联队更高的得分。每场比赛的时间是120秒。3 比赛场地与环境3.1 场地的构成图1是比赛场地的等角投影图。图2为俯视图。3600mm3600mm的比赛场地四周有高约282mm、厚2535mm的木质围栏。围栏内的场地表面由泡沫塑料块拼接而成，底色为灰色。有四块600mm600mm的方形区域，红色和蓝色各两块，是两个联队的机器人启动区。红、蓝联队的站位在场地一侧。图1 比赛场地等角投影图图2 比赛场地俯视图图2表示出场上的各功能区。每支联队各有一个联队站位，是比赛时队员站立的位置，两

4、个启动区是比赛开始前放置机器人的地方。场地上有篮筐的两角是得分区；场地另两角靠近联队站位的各四块发泡拼接块及其上方的空间是爬升区。赛场两角有红色和蓝色联队各自的高篮筐和低篮筐。3.2 得分物品赛场上共有94个球和10个金球，是本届比赛中的得分物品。比赛中，每台机器人可预装4个球，30个球和10个金球放在场上的指定位置，每支联队还各有24个球放在联队站位，由操作手在比赛中装填，如图3所示。图3 得分物品的位置（注：这里所表示的只是一种典型的得分物品位置，具体的位置待比赛前抽签确定）本届比赛的得分物品不是联队专属的。得分物品的得分属于与得分区同颜色的联队，与哪个联队使其得分无关。3.3 赛场环境机

5、器人比赛场地环境为低照度、无磁场干扰，但由于一般赛场环境的不确定因素较多，例如，拼接块不平整；边框上有裂缝；光照条件有变化；等等。参赛队在设计机器人时应考虑各种应对措施。比赛场地尺寸的允许误差是25mm，对此，参赛队设计机器人时必须充分考虑。4 名词解释场地要素发泡塑料场地拼接块、围栏、篮筐及所有支撑结构的统称。联队启动区供机器人启动的有色（红或蓝）指定区域。联队站位在比赛中，供参赛队员站立的指定区域。篮筐低篮筐和高篮筐的统称。高篮筐球和金球可以得分的914 mm高的玻璃纤维网状结构。低篮筐高篮筐的前缘和圆管下的引导线划定的发泡拼接块上的梯形区域，球和金球可在此得分。得分物品球或金球的统称。球

6、直径102mm的绿色聚氨酯发泡球形得分物品。每个球重52g15%。金球与球同大小的橙色球。机器人比赛开始前，参赛队放在场上的已通过检查的任何东西。参赛队与联队参赛队是指报名参加本届VEX机器人工程挑战赛的单个参赛队；联队在初赛中是由两支参赛队经随机搭配组成的联盟，初赛中的联队不分主队和副队；复赛中的联队是由两支参赛队经过选配组成的联盟，复赛中的联队分主队和副队。（注：由于我省参赛队数等原因，联队这种比赛方式不一定适合我们省赛，故以下全国比赛的联队赛制及联队选配、主队副队的比赛方式暂都仅供参考，届时省赛视情况再做决定。）主队与副队在初赛后的联队选配中主动去邀请其联盟队友的参赛队称为主队；作为主队

7、的联盟队友参与复赛的队伍称为副队。联队选配初赛结束后，根据各参赛队的初赛成绩排名经过邀请和接受邀请组成联队的过程。操作手（上场队员）在比赛中负责操作和控制机器人的学生队员。比赛期间，每个参赛队仅允许有2名操作手在场地上。同一名学生不得为多支参赛队充当操作手。比赛中的任何时刻，只有操作手可以接触控制器，按6.5.3.9与机器人互动，按6.5.3.10与得分物品互动。教练员竞赛期间被指定为参赛队指导者的一名学生或教师，教师不得上场参加比赛活动。学生在任何中小学校注册就读接受教育的人。比赛每场比赛包括自动比赛时段和操作手控制时段，总时间是120秒。自动比赛时段这是一个在赛前准备时才确定的时段。在此时

8、段内，机器人运行只能受控于传感器的输入和预先写入机器人控制器的命令，不允许人对机器人的干预或相互沟通，在这个时段结束前，机器人必须停止一切运动。操作手控制时段这是一个120-自动比赛时长（秒）的时段。在此时段内，操作手通过遥控器控制机器人的运行。初赛各参赛队在复赛前采用随机方式组成联队后所进行的比赛。初赛的目的是为参赛队排名以取得复赛的参赛资格。复赛进行联队选配后所进行的淘汰赛，包括1/4决赛、1/2决赛和决赛（含确定第三名的比赛）。禁赛对违反规则的参赛队给予的处罚。在一场比赛中被取消比赛资格的参赛队不能再操作其机器人，控制器应放在地上。取消比赛资格对违反规则的参赛队给予的处罚。在初赛某一场中

9、被取消比赛资格的参赛队，该场得分为零。在复赛中，某参赛队被取消比赛资格，整个联队就被取消比赛资格，输掉该场比赛。反复犯规和被取消比赛资格的某一参赛队可能被禁止参加所有后续场次的比赛。预装比赛开始前，每支参赛队可以在场上放4个球，使它与机器人接触，但不与任何灰色发泡场地拼接块接触并完全在场地围栏内。未使用的预装球作为操作手装填球。操作手装填球在操作手控制时段可以由联队的学生操作手装到联队启动区或自己的机器人上的24个球。装填区穿过联队启动区的对角引导线的外缘与框住场地在联队站位一角的围栏形成的区域。举升如果机器人被高举或低举，它就是被举升了。高举机器人被高举时（见图4）应满足下列条件：1. 与本

10、联队的其它机器人接触；2. 所接触的机器人（见条件1）完全在爬升区内；3. 不与任何场地要素（围栏除外）接触；4. 完全高于围栏顶边构成的、平行于发泡拼接块的平面。注：被高举的机器人不当作是被低举的机器人。图4 被高举的机器人低举机器人被低举时（见图5）应满足下列条件：1. 与本联队的其它机器人接触；2. 所接触的机器人（见条件1）完全在爬升区内；3. 不与任何场地要素（围栏除外）接触；4. 整个机器人高于发泡拼接块102mm，差不多一个球的高度。图5 被低举的机器人得分如果得分物品与篮筐同色联队的机器人没有接触且满足以下条件之一，就得分：1. 得分物品与低篮筐接触；2. 得分物品部分地在高篮

11、筐外边确定的三维空间内，即，在高篮筐内。拥有如果一台机器人携带、持有或支配任何得分物品的运动就是拥有了得分物品。推动/铲扫得分物品不是拥有，不过，用机器人的凹陷部位支配球的运动应看成是拥有。纠缠如果一台机器人抓住或钩住对方的机器人，就被认为是纠缠了对方的机器人。牵制如果一台机器人阻止对方机器人的运动，而对方机器人与场地表面和其它场地要素接触，就被认为是牵制了对方的机器人。围困如果机器人被对方的机器人限制在场上的狭小区域（约一个泡沫拼接块或更小），没有逃脱的通路，就是受到围困。5 机器人本节提供设计和构建机器人的原则和要求。参加VEX机器人竞赛的机器人是由报名的VEX参赛队设计和构建的遥控或自动

12、小车，它们在“一网打尽”比赛中可以完成特定的任务。参赛前，所有机器人必须通过检查。请参照附录A“机器人检查指南”及“检查表”。参加VEX挑战赛的机器人必须使用VEX机器人设计系统的主控制器、接收器、VEX手动控制器及配套的VEX器材。供设计和构建机器人所用的电气元件和结构部件必须来自组委会认可的正规渠道。参赛报名结束后，不符合此要求的参赛队会被取消参赛资格。参赛过程中，凡是组委会不能认定来源的器材，参赛队有义务向组委会提供采购合同、发票等文件，证明所用的器材来自正规渠道。组委会有权对非正规渠道的器材做出相应的处理。5.1 每支参赛队只允许使用一台机器人参加VEX机器人竞赛。该机器人既可以执行手

13、动遥控操作，又可以自行按程序运行。（注：省赛时，将依实际参赛队数等情况而决定赛制，若因队数少及其它原因等组委会将取消联队赛制，届时则每支参赛队必须有两台机器人出战）。在联队中，每支参赛队使用各自的机器人。虽然参赛队可以在大赛期间修改这台机器人，但不能更换底盘、电源和控制系统。5.2 参赛的机器人必须通过全面检查，以确保符合相关规定。检查在参赛队检录进场时进行。参赛队应对不符合规定的地方进行改进，直至通过检查方可参赛。5.3 机器人（不包括手动控制器）外形最大初始尺寸不能超过长457mm、宽457mm、高457mm。只有在满足6.5.3.16所述的条件时，机器人才可以伸展。5.4 机器人的通/断

14、开关必须在无需移动或抬起机器人的情况下可以触及。机器人微控制器的指示灯也应可见，以便竞赛工作人员诊断机器人的问题。5.5 每台机器人只允许使用一个VEX主控器和两个VEX RF接收器（操作手控制时段中，对一台机器人可以使用两个VEX手动控制器，不允许用光、声控制机器人）。在不使用VRC气动系统的情况下，最多可以使用12个电机或伺服电机（类型不限，任意组合）。参赛队也可以使用一个VRC气动系统，但这时最多只能使用10个电机或伺服电机（类型不限，任意组合）。其它器件如VEX传感器以及其它结构件等，使用数量不限。比赛中，任何机器人的器件都要保证连接在机器人上，而且安装的位置不能影响其它机器人的正常工

15、作。任何合法的VEX部件均可使用。5.6 不得对电机、延长线、传感器、控制器、电池及VEX机器人设计系统的任何其它电子元件进行任何形式的改动。（注：鉴于延长线的性质（包括电机的延长线、电池的连接线）省赛允许在不改变机器人性能的基础上对其进行一定程度上的伸长或连接。 机器人使用的扎带或尼龙绳不限制公司品牌。今年不举行联队赛，每支代表队需由两台机器人组成（即比赛时每支队伍需提供两台机器人接受检录）。在5.2规定的全面检查中，如发现参赛队对器材有任何形式的改动，必须在赛前恢复被改动的器材，再次检查如获通过方可从事。对VEX限位和缓冲开关允许做内部或外部、机械或电气的改动。VEX电气零件的外部导线可用

16、焊接、缠绕、电工胶带、热缩管修复，以保证其功能和长度不变。修理中所用的导线应与VEX导线相同。5.7 参赛机器人如果不用VEX功率扩展器，只能使用一个VEX 7.2V机器人电池包和一个9V备份电池。使用了VEX扩展器的机器人可以加用一个任何类型的VEX7.2V机器人电池。a. 机器人上不能使用额外的电池（没有接上的额外电池也不允许）。b. 机器人上最多只能用一个功率扩展器。c. 为保证可靠的VEXnet无线通讯，要求所有参赛队都必须用VEXnet备份电池盒（276-2243）将一只可用的9V备份电池连接到VEXnet系统上。d. 在上述数量限制下，任何VEX 7.2V电池包都是合法的。5.8

17、参赛队必须把机器人带到竞赛区（包括准备区和比赛区）参赛，使用VEX气动系统的参赛队必须保证自己机器人气路的密封性，充气压力不得超过0.68MPa，不得使用噪音大的气泵、压缩机，在一台机器人上最多只能使用2个正规的VEX储气罐。进入比赛区前充气后，不得在比赛区以任何方式对机器人充气和更换储气罐。 5.9 机器人必须有一个装置，用以在整个比赛中安全地固定VEX机器人标识旗，且不得引起纠缠。5.10 不允许使用有可能损坏竞赛场地、损害和干扰其它参赛队机器人、在竞赛中可能造成不必要纠缠和危险的元件。5.11 参赛的机器人必须使用VEXnet系统进行通信。5.12机器人的设计必须保证在赛后断电的情况下能

18、方便地将得分物品从夹持装置中取出。5.13 机器人的设计要充分考虑到本届比赛的高度对抗性，可能发生的机器人相互接触、碰撞、翻倒、跌落等情况。5.14 比赛中不使用赛场控制器。5.15 在不影响正常比赛的基础上，机器人可进行个性化的创意装饰，以增强其表现力和容易被别人识别。6 比赛6.1 参赛队6.1.1 每支参赛队可以由4名学生和不超过2名教练员（教师或学生）组成。学生必须是2016年6月前仍然在校的学生。6.1.2 参赛队员应以积极的心态面对和自主地处理在比赛中遇到的所有问题，自尊、自重，友善地对待和尊重队友、对手、志愿者、裁判员和所有为比赛付出辛劳的人，努力把自己培养成为有健全人格和健康心

19、理的人。6.2 赛制（注：以下的全国联队赛制仅供参考，具体省赛赛制视实际情况届时现做决定）6.2.1 VEX机器人工程挑战赛将按小学、初中、高中三个组别分别进行初赛和复赛，决出冠军、亚军和季军。6.2.2 初赛时，以电子抽签方式确定各参赛队的编号，按预定的大循环对阵图组建联队。组委会保证每个参赛队参加相同场次（4场以上）的比赛，以减少初赛后的参赛队排序的偶然性。初赛的对阵图将在参赛队报到后公布。图6给出了一个对阵图的示例，它表示了27支参赛队、每队参加8场比赛的联队组成及对阵。图中每个方框中列出了组成联队的参赛队的编号，两个对阵联队方框之间的编号为比赛场次号。 1 2 3 4 5 6#01#0

20、8#02#09#03#10#04#11#05#12#06#13#15#22#16#23#17#24#18#25#19#26#20#27789101112#07#14#08#15#09#16#10#17#11#18#12#19#21#01#22#02#23#03#24#04#25#05#26#06131415161718#13#20#14#21#15#22#16#23#17#24#18#25#27#07#01#08#02#09#03#10#04#11#05#12192021222324#19#26#20#27#21#01#22#02#23#03#24#04#06#13#07#14#08#15#0

21、9#16#10#17#11#18252627282930#25#05#26#06#27#07#01#13#02#14#03#15#12#19#13#20#14#21#07#20#08#21#09#22313233343536#04#1605#17#06#18#07#19#08#20#09#21#10#23#11#24#12#25#13#26#14#27#15#01373839404142#10#22#11#23#12#24#13#25#14#26#15#27#16#02#17#03#18#04#19#05#20#06#21#07434445464748#16#01#17#02#18#03#19

22、#04#20#05#21#06#22#08#23#09#24#10#25#11#26#12#27#13495051525354#22#07#23#08#24#09#25#10#26#11#27#12#01#14#02#15#03#16#04#17#05#18#06#19图6 初赛对阵图示例6.1.3 初赛结束后对所有参赛队进行排名。前16名将参加复赛。6.1.4 参加复赛的参赛队用联队选配的方式组成联队，复赛的对阵图如图7所示。图7 复赛对阵图6.1.5 竞赛组委会根据实际参赛队的数量可能对赛制进行调整。6.3 参赛队排名6.3.1 初赛的主要目的是给参赛队排名。初赛后，根据各队表现排名。排名

23、的依据是各场初赛中参赛队得到的资格分和排序分。6.3.2 资格分是参赛队排名的首要标准。在一场初赛中，获胜方的资格分为2；平局时双方的资格分各为1；失败方或因参赛队在比赛中违规被取消该场比赛资格者，资格分为0。弃权参赛队的资格分为0。6.3.3 排序分是参赛队排序的第二标准。每场比赛后的第一排序分等于联队的得分，第二排序分为净胜分（获胜队为正，失败队为负）。平局时，两个联队获得同样的第一排序分（等于平局分数），而第二排序分为0。在比赛中如果某参赛队被取消该场比赛资格，得到的第一排序分为0，第二排序分为获胜联队得分的负值。在比赛中如果某一联队的两支参赛队都被取消比赛资格，该联队的得分为0，以此结

24、果确定两支联队的排序分。图8 排名方法6.3.4 初赛结束后，按图8所示方法对参赛队排名。前16支参赛队将参加复赛，最终决出冠军。6.4 联队选配6.4.1 初赛前，按电子抽签确定的参赛队编号和预定的对阵图组成联队。初赛中，任一参赛队在每一场次的合作伙伴是不同的。6.4.2 复赛前，用主队邀请副队的联队选配方式由16支参赛队组成8支联队。这样组成的联队一直维持到复赛结束，不再变化。6.4.2.1 每支进入复赛联队选配的参赛队选出一名学生队员作为代表，在指定时间到联队选配现场参加联队选配。6.4.2.2 按照初赛后的参赛队排名，排位最高且尚未加入某一联队的参赛队学生代表将首先作为主队队长邀请另一

25、支有效的参赛队与他们合作。裁判长有权决定是否为参赛队直接指定来自同一省（直辖市、自治区、特别行政区）的另一支参赛队作为联队伙伴。6.4.2.3 如果被邀请的参赛队尚未加入某一联队或者还没有拒绝某一主队队长的邀请，那么，它就是有效的参赛队。如果该队接受某一主队邀请，它就与该主队组成联队。如果某一参赛队拒绝了一次邀请，它就不能再被邀请，但当机会到来时，仍然有权作为主队选择他们的副队。如果被邀请的参赛队拒绝，邀请方的队长必须继续向下一参赛队发出邀请，直到组成了联队。如果主队的邀请受到其后的所有有效参赛队的拒绝，该队将被排到最后。6.4.2.4 然后，排位次高且尚未加入某一联队的参赛队学生代表将作为主

26、队队长邀请另一支有效的参赛队与他们合作组成联队。此过程将持续进行，直到参加复赛的所有联队均组成。6.5 比赛过程6.5.1 进入准备区6.5.1.1 参赛队的学生队员按比赛时间表提前半小时检录进入准备区，赛前有两小时的准备时间。在此期间，组委会为各参赛队安排相同次数在赛台上运行的短暂调试时间，参赛队要做好调试计划，有效地利用这段时间。参赛队可自带便携式计算机和维修用的备件。参赛队员在进入准备区前应将自己的手机、无线路由器、无线网卡等通信设备及U盘、光盘等存储介质交本队的教练员或家长保管。教练员或家长不得进入准备区。6.5.1.2参赛队的机器人在比赛前需要接受裁判员的参赛资格检查，检查内容包括，

27、器材来源、机器人尺寸、安全性、可抓取性等。6.5.1.3参赛队员在准备区和比赛区内不得以任何方式与本队的教练员或学生家长联系。违反本规定的参赛队将直接被取消参赛资格。6.5.2 赛前准备6.5.2.1 参赛队进入准备区后，由裁判长抽签确定的队员代表抽取比赛方案（包括自动比赛时长和得分物品的场上分布，方案一经确定，不再变化），按照该比赛方案，参赛队在自带的计算机上编制程序，编程和调试在检录进场2小时后结束。6.5.2.2 复赛前，各联队将有约0.5小时的准备时间研究战术、修改和调试机器人、测试场地，进行赛前准备。初赛前没有专门划定的联队讨论时间，由各联队根据对阵图自行安排。6.5.2.3 每场比

28、赛前，联队必须按时到达赛场。在规定时间内未到场的联队将被视为弃权和失败，成绩记为0分；另一联队独自完成规定的任务并得分。联队中的一支参赛队未到场，另一支参赛队仍可以用它自己的一台机器人参加该场比赛。6.5.2.4 每支参赛队只有2名队员可以进入比赛区，站立在联队站位上。6.5.2.5 每场比赛开始时，每支联队的2台机器人必须放入各自的启动区内。在任何一个启动区内的机器人不能超过1台，机器人与地面的接触面不得超出启动区，除预装的球外，机器人不得与任何得分物品及别的拼接块接触，如图9、10所示。初赛中，红色联队有权把它们的机器人最后放到场上。复赛中，排序较高的联队有权把它们的机器人最后放到场上。机器人的放置必须