第十八屆全國大學(xué)生智能汽車競賽 智能視覺組比賽細(xì)則補(bǔ)充規(guī)定

該文檔對于最初公布的智能視覺組細(xì)則中存在的缺陷進(jìn)行改進(jìn)和細(xì)化，一方面保證已經(jīng)按照最初技術(shù)文檔完成的車模能夠?qū)崿F(xiàn)比賽要求，同時(shí)又能夠引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)一步提高目標(biāo)分類模型的性能，同時(shí)避免人機(jī)交互中的規(guī)則漏洞。與 最初的文檔相比 有以下改變：

一、車庫尺寸

考慮到有輔助車模的存在，將車庫尺寸擴(kuò)大到100cm*45cm，小車從車庫出發(fā)，比賽完成后自行回到車庫，如制作有兩輛車模，則兩輛車均需要從車庫出發(fā)并回到車庫，車庫位于原點(diǎn)位置X軸下方，如下圖所示：

▲ 圖1.1 車庫尺寸示意圖

二、罰時(shí)標(biāo)準(zhǔn)

修改罰時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，比賽計(jì)時(shí)從車模自車庫出發(fā)觸發(fā)計(jì)時(shí)器進(jìn)入場地到車模回到出發(fā)區(qū)為止，車模完成任務(wù)后沒有回到車庫或有兩個(gè)及以上的車輪沖出車庫，均算作入庫失敗，加罰 15 秒。每一個(gè)搬運(yùn)錯(cuò)誤或搜索遺漏均罰時(shí)30秒。不允許出車庫后只完成少量識別和搬運(yùn)就直接回到車庫的比賽方式，需至少完成60%以上的圖片目標(biāo)識別和搬運(yùn)，則可以選擇剩余部分不識別搬運(yùn)，回到車庫。按罰時(shí)標(biāo)準(zhǔn)加罰放棄和錯(cuò)誤的部分即可。

三、無框目標(biāo)板

增加無框目標(biāo)板的說明和示意圖，在第十八屆的比賽中，目標(biāo)板圖片中還存在一定數(shù)量的沒有黃色邊框圖片。這類圖片在賽場中的位置是隨機(jī)擺放，它們的位置不會出現(xiàn)在最初的位置A4紙上。無邊框圖片邊長為12cm。如下圖所示：

▲ 圖3.1 無框目標(biāo)板示意圖

四、分類遞進(jìn)要求

分類搬運(yùn)要求按比賽階段遞進(jìn)，其中分賽區(qū)選拔賽的預(yù)賽和決賽的搬運(yùn)要求有所區(qū)別，分賽區(qū)預(yù)賽按下圖所示區(qū)域進(jìn)行搬運(yùn)。

▲ 圖4.1 預(yù)賽搬運(yùn)要求

分賽區(qū)決賽階段要求當(dāng)前比賽隊(duì)伍在三大類中現(xiàn)場隨機(jī)抽簽，被抽到的1個(gè)大類（糧食、水果、蔬菜其中之一）需要單獨(dú)放置在下圖所示的賽場左上角1米范圍內(nèi)。全國總決賽的預(yù)賽和決賽都均按下圖所示的搬運(yùn)放置區(qū)域示意圖進(jìn)行。

▲ 圖4.2 決賽搬運(yùn)要求

五、圖標(biāo)間隔

最終比賽時(shí)兩個(gè)相鄰圖片目標(biāo)板至少間隔兩個(gè)空格。

六、人機(jī)交互

為了進(jìn)一步規(guī)范比賽過程， 下面給出人機(jī)交互及協(xié)助搬運(yùn)車的相關(guān)細(xì)節(jié)要求。

智能視覺組允許增加語音人機(jī)交互，主要依靠語音交互在比賽中實(shí)現(xiàn)參賽隊(duì)員通過語音在場外控制車模運(yùn)行以便于協(xié)助找到目標(biāo)。?要求是不允許使用?成品的語音模塊，?必須使用恩智浦單片機(jī)?自行完成語音檢測識別；為了保證語音交互不涉及到目標(biāo)板內(nèi)容的識別，正式比賽時(shí)，喊口令的比賽選手只能通過比賽現(xiàn)場準(zhǔn)的PC屏幕看到場地，根據(jù)攝像頭的畫質(zhì)和距離來確保喊口令的參賽同學(xué)只能看到場內(nèi)車模和目標(biāo)板的位置，但無法看清目標(biāo)板的內(nèi)容，然后有這名參賽同學(xué)對著這臺PC喊出口令，PC端的軟件會通過局域網(wǎng)WiFi將語音信息發(fā)送給主車，主車通過WiFi模塊收到語音信號，完成語音口令識別，執(zhí)行語音口令?？诹顑H包含：前、后、左、右、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止、拾取 8 種，不允許喊出其他口令，否則當(dāng)次比賽成績無效。

智能視覺組允許雙車協(xié)同，即允許制作兩輛車模協(xié)同作業(yè)，但兩個(gè)車模不是一模一樣的車模。要求其中一輛是主車模，?另一輛只能負(fù)責(zé)協(xié)同搬運(yùn)，類似聯(lián)合收割機(jī)和搬運(yùn)車，兩車可以單向通信，由主車發(fā)送命令，協(xié)同車接收命令。?在目標(biāo)識別搬運(yùn)過程中，?識別與搬運(yùn)是主車的任務(wù)，?協(xié)同搬運(yùn)車只能作為輔助搬運(yùn)車模將目標(biāo)板搬運(yùn)到規(guī)定區(qū)域，協(xié)同車不允許安裝視覺識別模塊OpenART mini，只允許安裝導(dǎo)航用的普通攝像頭，協(xié)同車不能對目標(biāo)進(jìn)行識別，但可以安裝拾取裝置，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)跟在主車旁邊或自行分區(qū)域按主車指令進(jìn)行拾取和搬運(yùn)來配合完成分類?；玖鞒淌侵鬈囃瓿勺R別后，發(fā)送識別結(jié)果給協(xié)同車，此時(shí)可以由主車自己完成拾取和搬運(yùn)，也可以主車通過無線通信通知協(xié)助車完成拾取和搬運(yùn)，搬運(yùn)完成后兩車均需回到車庫。正式比賽時(shí)主車和協(xié)同車所使用的通信模塊依然需要使用賽場提供的藍(lán)牙模塊，平時(shí)訓(xùn)練使用普通的藍(lán)牙、無線等通信模塊都可以，正式比賽的通信模塊接口定義將在下文給出，正式比賽時(shí)在現(xiàn)場換上即可。

協(xié)同搬運(yùn)和語音人機(jī)交互，?是可選的內(nèi)容，?以提高比賽效率，也可以選擇不增加協(xié)助搬運(yùn)小車和語音識別功能，直接用單車完成。若需要制作語音識別和協(xié)助搬運(yùn)車，可以 免費(fèi)申請一套通信模塊 用于訓(xùn)練和模擬比賽，申請鏈接：http://seekfree.mikecrm.com/O2IKbpw

一套通信模塊包含下圖所示3種模塊，其中串口WiFi模塊用于接收PC給主車發(fā)送語音信息，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)串口模塊用于主車發(fā)送信息給輔助車，9141藍(lán)牙模塊用于輔助車接收主車發(fā)送的信息。

▲ 圖6.1 通訊模塊

七、目標(biāo)拾取

車模允許使用電磁鐵對圖片目標(biāo)進(jìn)行拾取，電磁鐵數(shù)量不限。車模允許設(shè)計(jì)各類型的機(jī)械臂或分類搬運(yùn)裝置，其中用于制作機(jī)械臂或分類搬運(yùn)裝置的伺服電機(jī)（包括舵機(jī)、電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)）數(shù)量每輛車不超過5個(gè)。

八、傳感器

模作品中允許使用（不限于）攝像頭、IMU、電子羅盤、光電管等。如果使用攝像頭，則每輛車搭載的攝像頭的個(gè)數(shù)不超過3個(gè)。除OpenART mini外，其他所用傳感器中不得含有MCU，若自制傳感器，則允許含有NXP公司的MCU。其中輔助車模的攝像頭只允許使用輔助導(dǎo)航的普通攝像頭（無MCU，只能輸出圖像原始數(shù)據(jù)）。

九、車模通訊

為了使得雙車可以通信，但又需要避免主車在比賽中不能和其他無線通信模塊連接進(jìn)行通信，所以在參加正式比賽時(shí)主車需要更換為組委會提供的藍(lán)牙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊來發(fā)送命令，該藍(lán)牙模塊只有發(fā)送功能，沒有接收功能，可以確保主車不能收到場外的無線信息，需要主車按以下要求預(yù)留接口，以便于正式比賽時(shí)方便更換。無線通訊模塊在競賽的時(shí)候由競賽組委會提供，它自帶電源。

1、物理結(jié)構(gòu)

外部接口為3pin，100mil的插座接口（母頭）。

無線通信模塊接頭定義：

紅線：+3.3V

黑線：地線

黃線：TXD

▲ 圖9.1 無線通訊模塊結(jié)構(gòu)示意圖

參賽車模的電路板上需要有無線通信接口插座，或者公頭空中接頭。

2、電氣定義

接口采用UART發(fā)送模式。信號電平采用 TTL電平。

接口電氣協(xié)議：

低電平：小于0.5V

高電平：2V ~ 5V

空閑位：高電平

3、通訊協(xié)議

接口底層協(xié)議：

波特率：115200

數(shù)據(jù)位：8位

停止位：1位

奇偶校驗(yàn)：無

4、輔助車模電路接口

輔助車模的通信模塊請使用藍(lán)牙模塊，現(xiàn)場比賽時(shí)，為減少現(xiàn)場配對帶來的麻煩，競賽組委會會提前準(zhǔn)備配對好的主車數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊和輔助車普通藍(lán)牙模塊，為方便插到輔助車上，請?jiān)谳o助車電路板上預(yù)留統(tǒng)一的2.54間距24排母接口，推薦用24是為了插接更穩(wěn)定，接口電氣順序請參考下圖。

▲ 圖9.2 輔助車模藍(lán)牙排母接口示意圖

其中，具體的通信信息格式和數(shù)據(jù)協(xié)議不做限定。

5、主控車模語音接口

主車模的語音信息獲取使用串口WIFI模塊，現(xiàn)場比賽時(shí)，為減少現(xiàn)場配對帶來的麻煩，競賽組委會會提前準(zhǔn)備配對好的WIFI模塊，為方便插到主車模上，請?jiān)谥鬈嚹ｋ娐钒迳项A(yù)留統(tǒng)一的2.54間距24排母接口，推薦用24是為了插接更穩(wěn)定，接口電氣順序請參考下圖，其中RTS與RST只需要連接到普通IO即可，圖片中的串口的引腳定義已經(jīng)進(jìn)行了交叉，因此RX連接到單片機(jī)RX，TX連接到單片機(jī)的TX即可。

▲ 圖9.3 主控車模串口WiFi 模塊排母接口示意圖

語音信息會按照如下格式下發(fā)：