第七届中国高校智能机器人创意大赛-俄罗斯方块机器人比赛规则
第七届中国高校智能机器人创意大赛
专项赛一:俄罗斯方块机器人
赛事官方报名:http://www.robotcontest.cn
赛项规则详情:www.annisen.com
赛项解释交流群(QQ):486451806
技术支持:机器人操作系统(ROS)教育基金会
国家软件人才国际培训基地(上海)
宁波元森教育科技有限公司
重庆安尼森智能科技有限公司
浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司
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2024年3月
ROS简介:
机器人操作系统(Robot Operating System),简称ROS,起源于2007年斯坦福大学人工智能实验室。ROS的首要设计目标是在机器人研发领域提高代码复用率,缩短机器人研发周期,为了实现这一目标,ROS被设计为松散耦合的分布式架构,同时得益于点对点和精简集成设计、支持多种开发语言,开源免费等特性,ROS在短时间内积攒了全球众多使用者和开发者。2013年麻省理工学院科技评论(MIT Technology Review)更指出:“从2010年发布1.0版本以来,ROS已经成为机器人软件的事实标准(defacto standard)”。
ROS机器人俄罗斯方块
1、比赛目的
为了传播ROS在机器人领域的优势特点,鼓励大学生学习ROS,特融入ROS机器人俄罗斯方块机器人专项赛。通过ROS平台与全球高校进行机器人技术交流,通过竞赛的方式提升大学生问题的解决能力、技术能力和团队协作能力,同时培养机器人开发工程师、机器视觉与人工智能算法工程师,响应国家科技人才培养战略。
2 、比赛内容
比赛任务主要包括俄罗斯方块的识别、拾取和拼接三个部分。
①俄罗斯方块的识别:
在工作台面上随机摆放区平放有七种形状(如下图所示)的俄罗斯方块,每种俄罗斯方块5个,共计35个,俄罗斯方块随机摆放后皆不重叠、相接。机器人需要通过加装视觉系统,识别俄罗斯方块的形状、位置和姿态。
四格L字形右(紫色) 四格L字形左(黄色) 四格Z字形左(蓝色)
四格Z字形右(绿色) 四格田字形(橙色) 四格山字形(棕色)
四格一字形(红色)
②俄罗斯方块的拾取:
基于识别结果计算出每个俄罗斯方块的拾取顺序和最终要拼接的组合形式,控制机器人依次拾取俄罗斯方块。
③俄罗斯方块的拼接:
机器人需要将拾取的俄罗斯方块依次放置到一个14×10(行×列)的盘面中进行拼接。
注:比赛所用到模型下载链接见末尾
3、 比赛过程及任务说明
3.1 赛前抽签
①比赛前提前至少一个小时进行抽签决定比赛次序和初始俄罗斯方块,比赛按照抽签顺序进行。
3.2 赛前准备
①当场比赛参赛队伍有三分钟的准备时间,为确保比赛正常进行应提前将机器人部署到准备状态,同时将俄罗斯方块随机摆放到摆放区,裁判可随机调整摆放的俄罗斯方块;
②选手准备好后或者三分钟准备时间到,裁判发出比赛开始指令并开始比赛计时,参赛选手可启动机器人,启动机器人后机器人应自动完成比赛任务。
3.3 比赛过程
比赛过程分为两个部分,第一部分是“必选任务”,第二部分是“进阶任务”。只有在单次比赛时间内提前完成“必选任务”的队伍才能解锁“进阶任务”,详细内容如下:
①必选任务:在规定比赛时间内,机器人将台面上随机摆放的七种俄罗斯方块(共计35块)中的至少34块自动拾取并有效拼接到盘面中,则视为完成必选任务。
②进阶任务:提前完成必选任务后则解锁进阶任务,裁判将盘面中拼接好的俄罗斯方块全部取出,随机摆放35块俄罗斯方块中的一部分(俄罗斯方块的种类和数量由裁判现场随机确认,每个队伍的俄罗斯方块总数量相同,种类可能不同)到摆放区,参赛队伍可以重新启动机器人进行俄罗斯方块的拾取和拼接,进阶任务的比赛时间为单次比赛总时长减去必选任务所用时间。
3.4比赛要求
①俄罗斯方块的识别仅能使用开源视觉相机镜头和模组,图像的传输需要基于ROS通信,图像的处理算法应自主开发或二次开发,不能使用工业级智能视觉系统,且最多使用两个开源视觉相机镜头和模组。
②俄罗斯方块的拾取可以自由采用夹持或吸取等方式。
③俄罗斯方块的拼接需要遵循以下规则,每次拼接的俄罗斯方块不能孤立和超出盘面,即每个俄罗斯方块放置在盘面中后,此俄罗斯方块的下一层必须有俄罗斯方块与其有重叠相连部分(放置在第一层时除外),以此视为有效拼接,除此外都视为无效拼接,图示如下。
④比赛完成或结束后,盘面中至少包含三种及以上形状俄罗斯方块,如盘面中少于三种形状俄罗斯方块则不计分。
4 、机器人要求
①尺寸要求:使用的机器人最大工作范围不超过1000mm;
②供电要求:机器人及比赛设备供电电压不高于220V;
③比赛过程中,机器人和视觉等比赛设备必须运行在ROS环境下;
④每个参赛队伍需准备专用参赛设备,不得交换或者混用;
⑤机器人不做其他限定,符合以上要求皆可。
5 、比赛时间
①单次比赛时间为7分钟,以现场计时器为准,从裁判发出开始指令后计时,比赛时间结束或者所有比赛任务完成则比赛结束;
②每个队伍至少有两次机会,且取两次中最好成绩为最终成绩。所有队伍按照抽签顺序完成第一次比赛后再依次完成第二次比赛。
③前两次比赛结束后,参赛队伍也可以选择挑战第三次比赛机会,如进行第三次比赛,则取第三次比赛结果为最终成绩。裁判将按照抽签顺序依次询问参赛队是否参加第三次比赛,待询问完所有队伍后,再按照顺序依次进行,如选择不参加则视为放弃第三次机会。
6、 计分与成绩说明
6.1 计分
①必选任务:有效拼接的俄罗斯方块完整行数,每一行得10分;
进阶任务:有效拼接的俄罗斯方块完整行数,每一行得15分;
②有效拼接的完整行,该行的俄罗斯方块颜色大于等于4种,则该行再加10分;
③提前完成所有比赛任务,且所有俄罗斯方块都为有效拼接,剩余比赛时间每一秒得1分;
有以下行为的参赛队,被视为违反了规则,该参赛队当次比赛会被扣分或强制性重新开始(比赛计时不停),严重的将取消比赛资格。
①俄罗斯方块每个格子的底面有凹锥,与盘面上每个格子的凸锥可以重合,以此辅助俄罗斯方块与盘面的固定,如下图所示。
参赛队伍可下载决赛使用道具的三维模型,3D打印后用于训练和初赛。
模型下载地址:http://annisen.com/webui/levelList.aspx?chid=40
决赛时各队伍所用比赛道具需由裁判审查符合要求方能使用,如不符合要求或没有比赛道具需使用组委会提供的统一比赛道具。
比赛采用木质工作桌上进行,现场为每个决赛参赛队伍准备一个工作桌用于调试和比赛,参赛队伍需要根据所用参赛设备考虑安装方式,如需要使用气源和特制工作桌可以自带。参赛选手可以根据参赛设备的尺寸和类型,自主固定参赛设备于桌面任意位置,自主放置俄罗斯方块盘面于任意位置,自主放置俄罗斯方块的随机摆放区于任意位置。