第十八屆全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽 訊飛－智慧農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽 全國(guó)選拔賽規(guī)則

1. 賽項(xiàng)簡(jiǎn)介

1.1 賽事背景

伴隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，如何讓相關(guān)技術(shù)再有新的突破，從當(dāng)前的局部智能，邁向更先進(jìn)的通用智能，這是所有人工智能行業(yè)從業(yè)者的共同目標(biāo)。人工智能技術(shù)的發(fā)展不僅要推動(dòng)算力、算法和數(shù)據(jù)的發(fā)展，也要推動(dòng)硬件設(shè)施與應(yīng)用場(chǎng)景的突破；不僅能夠服務(wù)高精尖的科研場(chǎng)所，也要貼近日常生活的百姓家；不僅能驅(qū)動(dòng)工業(yè)發(fā)展，也要細(xì)致入微融入行業(yè)應(yīng)用中。為了面對(duì)未來(lái)社會(huì)事業(yè)、人類發(fā)展的剛性需求，未來(lái)需要懂知識(shí)、善學(xué)習(xí)、能進(jìn)化的機(jī)器人。

正是基于這樣的背景，科大訊飛（蘇州）科技有限公司將本次比賽的主題定義為“智慧農(nóng)業(yè)”，以人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)智能車，讓車能聽能看能思考，讓Ta不僅僅只是“車”。此外，我們也希望通過(guò)本次比賽的圓滿舉辦，推動(dòng)機(jī)器人（人工智能）相關(guān)專業(yè)在高校的人才培養(yǎng)體系建設(shè)，為上下游的產(chǎn)業(yè)生態(tài)伙伴儲(chǔ)備優(yōu)秀人才。

1.2 賽事目的

本次比賽旨在通過(guò)賽事以及相關(guān)的賽前培訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)器人相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。比賽所涉及知識(shí)點(diǎn)涵蓋了移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的SLAM、組合導(dǎo)航、路徑規(guī)劃等被廣泛應(yīng)用的機(jī)器人技術(shù)，并且與人工智能領(lǐng)域相關(guān)的自然語(yǔ)言處理、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺(jué)等內(nèi)容做了融合。

1.3 賽事準(zhǔn)備

本次比賽所涉及知識(shí)點(diǎn)涵蓋了移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的SLAM、組合導(dǎo)航、路徑規(guī)劃等技術(shù)，并且與人工智能領(lǐng)域相關(guān)的自然語(yǔ)言處理、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺(jué)等內(nèi)容做了融合。

選手在參賽前，需掌握移動(dòng)機(jī)器人和人工智能相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)，如：Linux 、ROS相關(guān)工具及操作系統(tǒng)的操作基礎(chǔ)。

2. 參賽要求及賽程安排

2.1 參賽要求

1、訊飛創(chuàng)意組比賽作為智能車競(jìng)賽的創(chuàng)意比賽面向全國(guó)全日制在校研究生、本科生和職業(yè)院校學(xué)生。

2、每支隊(duì)伍選手不超過(guò)5人（其中最多1名研究生），指導(dǎo)老師不超過(guò)2人。

3、參賽隊(duì)以學(xué)校為單位進(jìn)行報(bào)名，選拔賽階段每個(gè)學(xué)校可參加的隊(duì)伍數(shù)量限制見后續(xù)通知。比賽分本科和職業(yè)院校兩個(gè)組別，報(bào)名時(shí)須明確參加的組別。

4、每位學(xué)生可同時(shí)參加競(jìng)速組別和創(chuàng)意組別的比賽，但在三個(gè)創(chuàng)意組別內(nèi)只可報(bào)名其中一個(gè)。

5、參賽選手報(bào)名須保證所提供的個(gè)人信息真實(shí)、準(zhǔn)確、有效，否則取消選手參賽資格。

2.2 參賽時(shí)間安排

參賽時(shí)間安排見后續(xù)通知

3. 競(jìng)賽方案

3.1 競(jìng)賽任務(wù)簡(jiǎn)介

本次比賽設(shè)定的場(chǎng)景為農(nóng)業(yè)巡檢機(jī)器人（智能車）在智慧農(nóng)場(chǎng)場(chǎng)景下，根據(jù)主人的要求，完成語(yǔ)音交互、植保巡檢、果實(shí)狀態(tài)檢測(cè)、信息傳遞等工作。選手需根據(jù)比賽具體要求，開展智能車相關(guān)功能的調(diào)試，使其在指定場(chǎng)地中完成工作。

3.2 比賽要求

3.2.1 軟件環(huán)境

本次比賽基于嵌入式計(jì)算平臺(tái)，參賽選手需預(yù)裝Ubuntu18.04或Ubuntu20.04操作系統(tǒng)，其他預(yù)裝軟件包括但不限于TensorFlow、TensorRT、ROS。

3.2.2 比賽場(chǎng)地

比賽場(chǎng)地平面總尺寸為6m6m由單片30cm50cm（高*長(zhǎng)）的PP塑料擋板構(gòu)成，設(shè)有智能車啟動(dòng)區(qū)、農(nóng)作物識(shí)別區(qū)、果實(shí)識(shí)別區(qū)、停車區(qū)等。賽場(chǎng)內(nèi)會(huì)隨機(jī)設(shè)置若干個(gè)障礙板/小型障礙物。

機(jī)器人啟動(dòng)/停止區(qū)（A區(qū)）：智能車出發(fā)位置；

農(nóng)作物識(shí)別區(qū)（B、C、D、E區(qū)）：智能車識(shí)別農(nóng)作物類型的區(qū)域；

果實(shí)識(shí)別區(qū)（F區(qū)）：智能車識(shí)別果實(shí)類型和數(shù)量的區(qū)域，需經(jīng)過(guò)坡道才可到達(dá)的獨(dú)立區(qū)域；

▲ 圖3.1 比賽場(chǎng)地示意圖

注：

1) 場(chǎng)地分隔板材之間的連接方式如下圖所示，為上下各一個(gè)直徑70mm的圓柱形連接件，在進(jìn)行競(jìng)賽時(shí)注意保持安全距離。

▲ 圖3.2 場(chǎng)地分割板材示意圖

2) 果實(shí)識(shí)別區(qū)（F區(qū)）與其他區(qū)域使用如下圖所示的坡道進(jìn)行連接。

▲ 圖3.3 連接坡道示意圖

3.2.3 關(guān)于障礙物

每次比賽中會(huì)設(shè)置3個(gè)障礙物，每次挑戰(zhàn)，車模運(yùn)行時(shí)要避開障礙物，否則比賽時(shí)會(huì)有相應(yīng)處罰，障礙物位置會(huì)在障礙區(qū)中隨機(jī)擺放的，但會(huì)保證最小可通過(guò)距離不小于50cm。

關(guān)于障礙物：

尺寸：30cm*50cm，與場(chǎng)地邊框使用同一材質(zhì)；

放置方法：50cm邊貼地放置

放置規(guī)則：障礙物的出現(xiàn)區(qū)域按如下圖所示，障礙物出現(xiàn)的組合會(huì)在賽前一天隊(duì)長(zhǎng)會(huì)議進(jìn)行抽取。共抽取3種組合，每支賽隊(duì)參賽時(shí)均為抽取的三種組合，且不會(huì)出現(xiàn)道路最小距離小于50cm的情況。

▲ 圖3.4 障礙物示意圖

例如：隊(duì)長(zhǎng)會(huì)抽取的結(jié)果為1、2、3、4區(qū)域，則在選手參賽時(shí)的三次挑戰(zhàn)中會(huì)遇到1+2+3、1+2+4、2+3+4、1+3+4四種組合中的三種，但是每個(gè)組合的出現(xiàn)順序隨機(jī)。

3.2.4 比賽用車模

本次競(jìng)賽僅允許使用，訊飛U-CAR-mini版本或訊飛U-CAR-02版本的車模。兩版本車模均禁止進(jìn)行增加、去除、修改控制器、執(zhí)行器、傳感器、電池等改裝操作。

產(chǎn)品外觀

▲ 圖3.5 訊飛 U-CAR-mini版本

▲ 圖3.6 訊飛 U-CAR-02 版本

產(chǎn)品規(guī)格

訊飛U-CAR-mini版本比賽用車組成部分包括：

車體平臺(tái)（車體、上位機(jī)Jetson Nano處理器、麥克風(fēng)陣列、IMU慣導(dǎo)模塊、單目攝像頭、激光雷達(dá)、下位機(jī)STM32F4控制器、電機(jī)、麥克納姆輪）1套、電池充電器1套。

▲ 圖3.7 U-CAR-mini 產(chǎn)品規(guī)格

訊飛U-CAR-02版本比賽用車組成部分包括：

車體平臺(tái)（車體、上位機(jī)RK3588s處理器、麥克風(fēng)陣列、IMU慣導(dǎo)模塊、單目攝像頭、激光雷達(dá)、下位機(jī)GD32F4控制器、電機(jī)、麥克納姆輪）1套、電池充電器1套。

▲ 圖3.8 U-CAR-02 產(chǎn)品規(guī)格

3.3 比賽任務(wù)

前置任務(wù)：每個(gè)隊(duì)伍上場(chǎng)比賽時(shí)，在指定的時(shí)間段內(nèi)，在組委會(huì)的監(jiān)督下進(jìn)行平臺(tái)部署和設(shè)備調(diào)試。

賽題任務(wù)：圍繞比賽主題——智慧農(nóng)業(yè)，在指定的比賽時(shí)間段內(nèi)，進(jìn)行多段子任務(wù)。

子任務(wù)1：智能車經(jīng)語(yǔ)音喚醒啟動(dòng)；

子任務(wù)2：智能車從出發(fā)區(qū)離開，移動(dòng)至農(nóng)作物識(shí)別區(qū)（B、C、D、E區(qū)），并根據(jù)識(shí)別到的信息判斷對(duì)應(yīng)區(qū)域種植的農(nóng)作物類型；

子任務(wù)3：智能車從出發(fā)區(qū)離開，移動(dòng)至果實(shí)識(shí)別區(qū)（F區(qū)），并根據(jù)識(shí)別到的信息計(jì)算區(qū)域中存儲(chǔ)的果實(shí)數(shù)量；

子任務(wù)4：智能車到達(dá)停車區(qū)，完成停車任務(wù)；

子任務(wù)5：智能車使用語(yǔ)音播報(bào)農(nóng)作物識(shí)別區(qū)、果實(shí)識(shí)別區(qū)識(shí)別結(jié)果；

注：

1）任務(wù)2、3完成順序不限定，在完成2、3任意一個(gè)任務(wù)后，無(wú)需返回起點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行剩余任務(wù)即可。

2）任務(wù)2視為四個(gè)子任務(wù)，不同區(qū)域間的結(jié)果獨(dú)立記分。

規(guī)則詳情：

A．關(guān)于語(yǔ)音控制：

在任務(wù)中可語(yǔ)音協(xié)助小車脫困或控制小車移動(dòng)，但是不可經(jīng)由控制命令將比賽任務(wù)傳達(dá)給小車，在停泊區(qū)禁止使用，每場(chǎng)不得超過(guò)3次；需將使用的命令寫在操作手冊(cè)中。

B．關(guān)于識(shí)別任務(wù)：

任務(wù)2、3智能車完全進(jìn)入?yún)^(qū)域，視為完成任務(wù)，到達(dá)各區(qū)域的先后順序可自行調(diào)整。

C．農(nóng)作物識(shí)別：

BCDE四個(gè)區(qū)域可能種植的作物為：水稻、小麥、玉米、黃瓜。

注：

1）BCDE四個(gè)區(qū)域在種類抽取時(shí)將視作獨(dú)立事件，區(qū)域之間的抽取結(jié)果相互獨(dú)立，即可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)種類的情況。

2）每個(gè)區(qū)域內(nèi)放置5塊標(biāo)識(shí)板，其中會(huì)有1塊為干擾標(biāo)識(shí)板。

D．果實(shí)識(shí)別：

F區(qū)域內(nèi)可能存在玉米、黃瓜、西瓜等果實(shí)，在比賽時(shí)該區(qū)域內(nèi)會(huì)放置5塊標(biāo)識(shí)板，其中包含2種對(duì)應(yīng)的果實(shí)，智能車需識(shí)別該區(qū)域中數(shù)量最多的果實(shí)并計(jì)算數(shù)量。

E．關(guān)于停泊：

2個(gè)輪子在停泊區(qū)域內(nèi)視為未完成停泊，3個(gè)輪子在停泊區(qū)域內(nèi)視為未完全完成停泊，4個(gè)輪子均在停泊區(qū)域內(nèi)視為完成停泊。

F．關(guān)于語(yǔ)音播報(bào)

任務(wù)5視為6個(gè)記分點(diǎn)，BCDE四個(gè)區(qū)域識(shí)別結(jié)果分別記分，F(xiàn)區(qū)域品種識(shí)別、數(shù)量識(shí)別分別記分。

語(yǔ)音播報(bào)格式為：“任務(wù)完成，B區(qū)域種植的作物為XXX,C區(qū)域種植的作物為XXX，D區(qū)域種植的作物為XXX，E區(qū)域種植的作物為XXX,F區(qū)域存放的果實(shí)為XXX，數(shù)量為XXX個(gè)?！闭Z(yǔ)音播報(bào)需在停車完成后的30秒內(nèi)開始播報(bào)，60秒內(nèi)完成播報(bào)。

G．作品提交

參賽隊(duì)伍需提交參賽代碼包、鏡像文件、技術(shù)報(bào)告至組委會(huì)。提交方法在開賽前分發(fā)至各參賽隊(duì)。

H． 違規(guī)與異常

比賽過(guò)程中出現(xiàn)違規(guī)或異常情況按照以下方式處理：

1) 裁判發(fā)令后，機(jī)器人在 60秒內(nèi)沒(méi)有啟動(dòng)，比賽得分記為 0 。

2) 機(jī)器人沖出場(chǎng)地、機(jī)器人失控則比賽結(jié)束，當(dāng)前得分作為最終得分。

3) 機(jī)器人完成賽題任務(wù)過(guò)程中，停止運(yùn)行超過(guò)60秒，比賽立即結(jié)束，當(dāng)前成績(jī)記為本次比賽最終成績(jī)。

4) 機(jī)器人觸碰圍欄或障礙物連續(xù)超過(guò)30秒，比賽結(jié)束，以當(dāng)前成績(jī)記為比賽最終成績(jī)。

其他未盡事宜，組委會(huì)有最終解釋權(quán)。

3.4 比賽記分規(guī)則

▲ 圖3.4.1 計(jì)分規(guī)則
注：根據(jù)比賽分?jǐn)?shù)進(jìn)行排名，同分?jǐn)?shù)的隊(duì)伍按比賽完成時(shí)間倒序排名

4. 課程及資料分發(fā)

本次賽事相關(guān)培訓(xùn)資料、規(guī)則解讀等在訊飛機(jī)器人開放平臺(tái)－機(jī)器人學(xué)院持續(xù)更新（http://www.iflyros.com/）。參賽選手可在機(jī)器人學(xué)院獲取相關(guān)課程資源。

賽事后續(xù)通知及規(guī)則補(bǔ)充，請(qǐng)關(guān)注全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽官網(wǎng)，蘇州訊飛公眾號(hào)、訊飛機(jī)器人開放平臺(tái)等。