国际灭火比赛规则.docx

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国际灭火比赛规则

2012国际机器人灭火比赛规则

InHartford,ConnecticutUSA2012.3.30-2012.4.1

1.竞赛目的.......................................................................................................................................3

2尺寸与规格...................................................................................................................................33组别...............................................................................................................................................34房子平面结构和特征....................................................................................................................35环境照明.......................................................................................................................................5

6机器人的运行...............................................................................................................................5

7.熄灭蜡烛.......................................................................................................................................5

8机器人的尺寸...............................................................................................................................69机器人的重量...............................................................................................................................610机器人的建造材料......................................................................................................................611蜡烛..............................................................................................................................................612传感器.........................................................................................................................................613电气特性.....................................................................................................................................714比赛顺序.....................................................................................................................................715时间限制.....................................................................................................................................716比赛得分.....................................................................................................................................717运行模式.....................................................................................................................................718手动启动机器人........................................................................................................................1119处罚...........................................................................................................................................1120房间系数...................................................................................................................................1121评分过程...................................................................................................................................1222.评分示例...................................................................................................................................1223对裁判判决的异议....................................................................................................................1524练习时间...................................................................................................................................1525安全..........................................................................................................................................1526比赛规则说明............................................................................................................................16

1.竞赛目的

制造一个由计算机控制的机器人,它能够在一间平面结构房子模型里运动,在操作规则指导下以最短的时间找到代表火源的一根蜡烛并将它熄灭。

它模拟了现实家庭中机器人处理火警的过程。

那根蜡烛代表家里燃起的火源,机器人必须找到并熄灭它。

比赛的目的是把机器人作为教育工具提高学生对机器人技术和知识的了解。

2尺寸与规格

比赛目标是制作一个机器人可在现实世界中成功运行,而不仅是在实验室中。

这样的机器人必须能够处理各种不确定和不精确的问题。

所以,比赛规则中所列出的各种尺寸和规格不是很精确的数字,它们在实际的比赛中会有所变化。

但是针对比赛机器人的尺寸规定是明确的,并由裁判负责执行。

3组别

Junior（小学、初中组:

比赛将在图示（A图中的四个房间进行。

HighSchool（高中:

比赛将在图示（B图中的四个房间进行。

Senior（大学和其他成人组:

比赛将在图示（B图中的四个房间进行。

Walking（步行组:

不分年龄。

比赛场地同Junior（小学、初中组。

参加者可选择更高级的组别,但是不能选择低一级的模式。

4房子平面结构和特征

图为:

小学、初中组场地布局图

A.小学、初中组场地布局图

上图中,单位是米制的,注明如下:

1墙的材料是木质的,高度在33cm

2墙壁为白色。

3场地地面是光滑的,且用黑色乳胶漆刷成黑色。

场地上的任意缝隙都会被刷成黑色。

然而场地的缝隙是难免的,但都不会超过5mm。

4所有的走廊和门口宽都是46cm。

门口并没有门,而是一个46cm的开口,将会有一个白色的2.5cm宽的白色带子表示房间入口。

5比赛场地的地板是黑色的。

但是提醒一下有一些机器人可能用泡沫,粉末或者其他的物质来熄灭蜡烛的火焰。

所以每一个机器人比赛后应尽可能清洗好场地,但是不能保证地板在整个比赛过程中都保持黑色。

地板上可以3mm直径的红色或蓝色小点代表可能有蜡烛或者家具的地域。

6机器人将从一个标有“H”的代表起始位置的圆盘开始。

真实的代表起始位置的白圆盘是实心的,不标记“H”。

30cm直径的白色圆圈在46cm走廊的中心,位置不固定,可能因为机器人的运动将圆盘移动。

比赛场地平面图中在代表起始位置的圆盘后面的墙壁没有缺口。

7机器人也可以用一些固定装置来校正机器人在圆盘中的位置。

机器人必须在圆盘中启动。

一旦启动,它可以向任何方向运动。

B.高

中、大学组场地布局

图

图为:

高中、大学组场地布局图

场地布局图突出了一个经过装修的房间,更加接近现实中的灭火环境。

8在所有的房间和走廊上,可能会有小地毯。

不会有粗毛地毯。

（以现场布置为准,位置在比赛过程中不会发生变化

9

比赛场地中没有楼梯。

10墙上的悬挂物,包括招贴画、挂毯,或者是镜子,会出现在每一个房间或走廊中,且他们都不会有超过1CM的突起。

（以现场布置为准,位置在比赛过程中不会发生变化

11在有蜡烛的房间中,不会放置镜子,但其他任何地方都可能放置。

蜡烛位置固定。

12所有的走廊和门口宽都是46cm。

门口并没有门,而是一个46cm的开口,将会有一个白色的2.5cm宽的白色带子贴在地面上表示房间入口。

毛毯不会覆盖这些白带,但是这些地面覆盖物可能是亮色调的。

13一些参赛机器人可能会使用泡沫、粉末及其他物质灭火,我们会尽可能保持场地的清洁。

除了机器人运行在非平坦地面模式（参看18节中关于运行模式的介绍,我们的场地都是平坦的。

（当然除了楼梯。

14机器人将从一个标有“H”的代表起始位置的圆盘开始。

真实的代表起始位置的白圈是实心的,不标记“H”。

30cm直径的白色圆盘在走廊的中心,位置不固定,可能因为机器人的运动而移动。

机器人也可以用一些固定装置来校正机器人在圆圈中的位置。

机器人必须在圆圈中启动。

一旦启动,它可以向任何方向运动。

5环境照明

参赛者会在比赛的两天里有机会了解任意组别的照明情况并标定自己的机器人。

在周六设定后,比赛的照明将不会再调整来满足个别竞赛者的要求。

比赛的挑战之一就是有一些竞赛要求机器人能够在一个含不确定照明、阴影、闪光等实际情况的环境中运行。

灭火机器人使用的许多传感器容易被外部光源干扰,包括含有红外线、紫外线的体育馆的灯光。

选手们应该自己发明遮挡、覆盖以及其他等方式降低外部光源干扰。

6机器人的运行

一旦启动,机器人必须在没有人的干预下自己控制,也就是说是计算机控制,而非人工控制。

机器人在运行过程中可以碰撞或接触墙壁,但是不能标记和破坏墙壁。

碰到墙壁不会被处罚,但擦着墙壁行走会被处罚。

（见#20处罚条例。

机器人当经过比赛场地时不能留下任何东西在后面,并且它不能在比赛场地留下任何可以帮助它运行的标记。

如果裁判认为机器人故意破坏了比赛场地（包括墙壁,机器人将被取消资格,当然这不包括运动中意外的标记或刮擦。

机器人在熄灭蜡烛前必须（由裁判判断已经找到了它,而不是像碰巧喷出CO2一样熄灭了蜡烛。

7.熄灭蜡烛

机器人不能运用任何破坏性的或危险的方法来熄灭蜡烛。

它可以运用类似水、空气、CO2等,禁止使用任何危险的或可能破坏比赛场地的方法或物质。

Halon（氟哌丁苯是不允许参加比赛的,因为它对环境有害。

可以通过吹气来熄灭蜡烛,这在比赛中是允许的,但由于这在现实生活中不是一个实用的灭火方法,所以,如果参赛者在比赛中不使用吹气的方式灭火,将会有15%的减分。

蜡烛在没有灭之前不能被机器人碰到,包括机器人本身或者它自带的传感器。

（参看#20处罚条例机器人在试图扑灭火焰前必须到距火焰30cm以内。

在蜡烛基座下放有一个四分之一的白色圆盘（位置不固定,厚度2mm左右,在比赛前由裁判根据蜡烛位置随机确定放在房间的角落。

（注意:

不再是在角落里贴白色的圆弧

8机器人的尺寸

机器人必须能够放置在一个31cm*31cm*27cm箱子中。

如果机器人带有触角来检测物体或者墙壁,这些触角将被记入机器人的整体尺寸。

另外机器人不能被分离成多个部分,且永远不能超出允许的30cm范围（在专家模式中,允许分体机器人参加比赛。

注意额外的机器人高度限制适用于参加高中、大学模式场地竞赛需要上下楼梯的机器人。

因为机器人任何一部分都不能超过墙的高度,所以这些机器人的尺寸受到有限垂直空间的限制,如墙的高度最低33cm减去楼梯的最高6cm即为27cm。

假如参赛者想在机器人上加旗帜、帽子或其他纯装饰性的没有任何作用的部分,必须保证所加的东西对机器人的运行没有影响。

9机器人的重量

对机器人的重量没有限制。

10机器人的建造材料

对机器人使用的建造材料类型没有限制。

11蜡烛

蜡烛火焰的底部将离地面15cm到20cm高。

用的蜡烛在2~3CM粗。

蜡烛火焰的确切高度和尺寸是不确定的、变化的,而且由蜡烛条件和周围的环境所决定。

要求机器人能发现蜡烛,而不管这时火焰具体是什么尺寸。

蜡烛将随机地放在比赛场地的一个房间里。

在机器人所经历的3次测试中,蜡烛将被等概率的放在4个房间的任何一间。

但是也可以将蜡烛放在一个房间里两次。

如果蜡烛第一次和第二次测试时放在同一房间里,则应确保在第三次及最后一次的测试中蜡烛不放在那个房间里。

因此在机器人3次测试中,蜡烛至少会在两个房间里或三个房间里。

蜡烛不能放在走廊上,但是可以恰好放在一间房子的门口。

蜡烛周围的圆圈不会触及到门口的标志线,这就意味着在机器人的前端在进入房间遇到蜡烛前应至少可以移动33cm。

参赛者在蜡烛被使用前不允许测量或者接触蜡烛,违反规定者将立即被取消参赛队或参赛机器人的资格。

蜡烛将被安装在一个漆成黄色的亚光木质基座上。

这个基座用来防止蜡烛倾倒。

但当机器人撞上时它仍会翻到（那将不是你所希望的-见#20处罚。

如果蜡烛放在房间的角落里,基座下会有一个半径30cm左右的四分之一的白色圆盘,机器人灭火前必须有部分越过圆盘。

注意,圆盘不固定,有可能因为机器人的运动而移动。

12传感器

在不违反任何规则和规范的情况下对传感器的型号没有限制。

任何使用激光装置的机器人必须保证该装置不会对参赛者和观赛者的眼睛造成伤害,如果没有采取有效安全措施,检录时将判定该机器人将不适合参加比赛,裁判会要求拆除该激光装置。

禁止参赛者在墙上或地上放置任何标记、灯塔或反射物来帮助机器人导航。

参赛者应意识到许多摄像机将发射红外光作为其自动聚焦系统的一部分。

比赛场地周围的灯光也将可能是红外线、可见光和紫外线的光源。

在比赛过程中,太阳光可能会在赛场门打开的情况下照射进来。

太阳光不会直射赛场,但仍可能会被较为敏感的传感器感测到。

在比赛中,另一个赛场的裁判可能正在点蜡烛或在打火,这些突然出现的火焰将会在赛场之上

出现并且会比（本赛场的蜡烛要远,但仍可能会被不加区别的传感器感测到。

在设置赛场时,比赛官员会伸手到赛场中,这样一些非常敏感的红外传感器会错误认为是由火焰发出的红外。

如果机器人使用光敏传感器找蜡烛或探测墙壁和家具,设计者应采取措施避免这些非故意安排的紫外线、可见光及红外光源影响它的行动。

设计一种机器人,它能够识别蜡烛而不受其他光源的影响是本比赛的挑战之一。

13电气特性

调试区,大赛电源供给为110VAC,50Hz。

如果你的机器人或计算机需要电力,请带好足够长导线的插座及电源转换接口。

14比赛顺序

机器人通过编号来确定比赛先后次序。

每一个机器人可以按照比赛顺序在比赛场中作一次试运行。

机器人比赛是连续进行的,在所有机器人进行完第一轮的比赛后将接着进行第二轮、第三轮的比赛。

前两轮比赛必须有一次成功灭火,如果前两次失败,将没有资格参加第三轮的比赛。

在两轮比赛之间参赛者可以调整、修改和修理机器人。

前一个机器人比赛之后,后一个参赛者没有时间进入赛场进行测试。

在比赛过程中,每一个赛场将有一个专门的时钟,裁判将在让下一个参赛者做准备时启动时钟。

1分钟内没有准备好的机器人将丧失这次测试机会,但不影响其他几轮的比赛。

比赛顺序一旦排好就不再改变。

如果你没有准备好,你将错过这轮比赛,每一轮的比赛时间不是固定的,它取决于其他参赛者完成比赛的时间。

每一个参赛者必须告诉一个裁判如何启动机器人。

一旦机器人准备好,参赛者应示意裁判如何开动机器人,然后裁判将启动机器人。

15时间限制

为了达到建造能发现并熄灭火源的机器人的比赛目的,在合理的时间内发现火源是非常重要的。

机器人找到并熄灭蜡烛的最大时间限制是3分钟。

在3分钟之后比赛将被终止。

回家模式下机器人回家的最大时间是2分钟。

如果机器人在测试中进入转圈状态,并且转了5个同样的圈,则这轮比赛将被终止。

任何时候机器人超过30秒没有移动,则比赛将被终止。

由于上述原因被终止的机器人,另外两轮的比赛将不会受到影响。

16比赛得分

最后得分（FS最低的机器人将是胜者,最后得分的计算取决于以下阐述的不同因数。

评分方法看起来不是很完善,我们尽量使比赛现实、公平。

17运行模式

模式系数,实际运行时间（AT,罚分（PP,以及房间系数,都会用来计算运行分数（OS,以此决定机器人的名次。

1标准模式

在这种模式下,没有导线与机器人连接。

而判断这种模式的决定因素是机器人是否

带有拖线。

标准模式得分系数是1.0（MF=1.0。

2拖线模式

2012年的比赛不再允许这种模式。

3声音启动模式

在这种方式下,机器人在检测到接收到3.0~4.0KHz声音信号后自行启动,代替一般的用手工按键的方式启动机器人。

所使用的频率在烟雾检测器中广泛使用,它是由压电装置发出的,这种装置可以在无线电商店和其他许多地方买到。

一旦机器人电源打开,只有发出声音机器人才会启动。

如果没有接收到声音时机器人就启动,如错误地检测到周围的室内噪声（甚至是其他赛场用于启动机器人的声音,那么这场测试仍然有效,但机器人将不作为声音启动模式来计分。

如果机器人不能响应声音信号,那在本次测试中将不会给第二次机会（如再次按声音键来运行声音启动模式。

手拿声音发生装置,参赛者可以在机器人周围任意距离的地方有五秒钟的时间完成机器人的启动。

比赛计时从声音信号发出时开始,而不是从机器人对声音信号做出响应开始。

在机器人比赛现场会有官方提供的发声装置,参赛者也可以自己携带和使用自己的发生装置,只要该装置的频率在允许的频率范围内。

在这种模式下,机器人的分数会减少5%,比赛的得分系数时0.95（OM=0.95。

4任意启动位置模式

模式系数0.8（OM=0.8。

裁判会把机器人放在任意位置或方位（包括没有蜡烛的房间。

机器人可能面向一堵墙或面对一个角落,但是不会被家具堵着。

如果机器人被放在一个房间,那么这个房间将不会作为其第一个搜索房间,当机器人离开这个开始房间,下一个房间才被认为是第一个搜索房间。

5回家模式

机器人熄灭蜡烛后回到代表起始位置的圆圈内。

这里不要求按原路返回及选择最优路径,主要是回去就行了,但必须回到起始的圆圈内且在回家路上不能进到其他房间里。

如果机器人的任何一部分进入代表起始位置的30cm白圈内,就认为机器人回到了家中,而不必和刚开始的位置一样。

在任意启动模式中,机器人必须回到起始的房间里面。

如果机器人进入回家模式且找到并熄灭了蜡烛,但不能回到起始位置的圆圈中,机器人不会丧失资格,不过它就只能算作标准模式,且只能得到不是回家模式下的得分系数。

实际时间（AT分数只包括机器人找到并熄灭蜡烛的时间,不包括机器人回家时间。

机器人必须在2分钟内完成回家模式,否则回家模式无效。

采用这种模式下,比赛分数将会减少20%,得分系数是0.8。

（OM=0.8

6灭火器模式

由于使用风扇灭火在现实世界中并不实用,因此,如果参赛者不使用吹风灭火的方式将火灭掉,会有25%的减分（OM=0.75,使用任何吹风方式灭火的机器人的得分系数为1.0。

7家具模式

这种模式下每个房间里有一件或多件家具。

机器人可以接触摸家具,但是不能推开家具。

如果机器人推开了家具,那么本轮比赛将没有家具模式减分。

家具是用11cm直径的涂了半光泽黄色的柱体,柱高30cm、重量大于1公斤。

家具不会放在门口,机器人在碰到家具前至少可以走一半的路程。

而家具放的地方会容许至少有31cm宽的路让机器人行走。

家具也许会挡住机器人看蜡烛的视线或者机器人要绕过家具才能看