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2014年“福田杯”沈阳市机器人大赛学生竞赛
作者:陈国栋  发布时间:2015-01-10

    2014年“福田杯”沈阳市机器人大赛学生竞赛

    一、 项目实施总体情况

    2014年3月22日下午,由沈阳工业大学电气工程学院主办“福田杯”沈阳市大学生机器人大赛圆满落幕,沈阳工业大学客座教授、竞赛总顾问福田敏男教授,校长李荣德教授出席决赛并致辞。本次活动共有沈阳市6所高校的12支代表队参加了激烈角逐并得到了辽沈地区主要媒体的关注。

    今年的大赛以“机器人清球抛入固定的己方收集器”为主要内容,要求各代表队制造一个程控的机器人,机器人在一个平面上运动,捡拾固定区域内的球并抛入固定的己方收集器,以规定时间内己方收集器内球的数量为评判胜负标准。比赛的难度在于机器人设计完全智能化不需人工操作;比赛的看点在于机器人不仅要抢先捡拾共同区域内的定位球,还要将拾得的小球抛入固定的己方收集器,如抛入他方收集器将算作他方得分。最终,来自沈阳工业大学的守望者队斩获桂冠,沈阳理工大学机械之心队、东北大学宅男力量队荣获二等奖。我校派出两只代表队,其中起航队荣获三等奖。

    今年的大赛在去年“各自固定区域清球”的基础上,由机器人独自在固定区域内作业升级为一起在同一区域内对决,同时要正确识别己方收集器,使得比赛对抗性和观赏性十足,比赛高潮迭起,在三进二和决赛中均通过四轮加时赛方决出结果,为大家呈现了一场高质量的科技大对决,机器人的精彩表现博得现场观众的阵阵掌声。

    《辽宁日报》、《辽沈晚报》、《沈阳日报》、《沈阳晚报》、辽宁广播电视台等辽沈地区主要媒体现场关注比赛,福田敏男教授和杨俊友教授还接受了辽宁广播电视台等媒体的联合采访。

    沈阳工业大学校友、特聘教授、竞赛总策划王硕玉教授,东北大学吴成东教授、沈阳化工大学魏立峰教授、沈阳理工大学冯永新教授,沈阳工业大学白保东教授、杨俊友教授、蔡志远教授等任竞赛专家委员会成员并出席了决赛。


    二、取得的成果


    我校共派出两只代表队,其中的翔远二号队荣获三等奖。学生参与这样的活动,大大增强了自身的实际动手能力,锻炼了其应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力,为将来参加工作奠定良好的基础。尤其是在就业过程中,具有较多参与竞赛经历的学生在就业招聘时,更多地得到了企业的青睐,能够顺利就业。

    三、经验介绍

    智能机器人领域是一个丰富多彩、奥妙无穷、令人神往的世界,目前,智能机器人科技教育将引导学生进入这个激动人心的前沿领域,同时在专业教师指导下,学生进行机器人的创新设计、搭建、组装、编程和调试的过程中,让学生体验到面临挑战困难、超越自我的快乐,增强学生探求科学知识的自信心和创造力。因此,开展智能机器人科技教育,既有助于培养学生的动手实践、开拓创新、勇于探索和团结协作的能力,又培养学生的科学素质和创新精神。让学生在“玩”中找到学习的乐趣,使学生成为机器人制作活动的主体,充分发挥学生的自由想象能力和实践应用能力,能够开发学生的智力潜能。智能机器人科技教育教学模式是构建在科技教育、素质教育和新课程理念下的学生自主探究、合作学习和快乐教育的新型教学模式,是对传统的教学模式进行改革的有效尝试。

    四、学科竞赛存在的问题

    比赛每校只有两只队伍进入决赛,如何在校内把好的团队选拔出来尤为重要,今年我校参加报名只有两支队伍,针对这种现象,要加强选拔和培养工作。

    2014年福田杯沈阳市机器人大赛学生竞赛成果汇编

    一  赛事介绍

    大赛由机器人领域国际著名学者、沈阳工业大学客座教授、日本名古屋大学福田敏男教授倡导并设立奖金;知名学者、沈阳工业大学杰出校友日本高知工科大学王硕玉教授总体策划,沈阳工业大学电气工程学院承办。李荣德校长也应邀参加了本次活动。

    本届机器人大赛由前两届沈阳工业大学校内部的竞技赛扩展为沈阳市高校间的对抗赛。从单个机器人竞技发展为多个机器人参与竞赛。竞赛内容为机器人争位赛,以无操作机器人识别并吸附铁片的速度能力来决定胜负。本次竞赛通过小球进行竞赛

    训练参赛队员的理论与实践结合能力,提高学生的动手能力、创造能力、协作能力和综合能力。重在考察学生的硬件设计能力,编程的策略性等。

    本竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,为优秀人才的脱颖而出创造条件。

    本次竞赛,参赛队员涉及到自动化专业的知识,并且自动化专业的同学参加了这次竞赛之后,吸收了其他兄弟院校好的创新想法。并自己通过真真正正的做了这个机器人之后,对自己的专业有了一定的了解,如单片机及一些硬件知识,很多经验都是在书本上面学不到的,对学生学习自己的专业有了进一步的了解。本次竞赛也锻炼了学生之间的配合等团队合作能力,使学生能在竞赛中自主的发现问题、提出问题、解决问题。

    本次竞赛也巩固和扩大学生在课内所学的知识,拓宽设计思路,增强逻辑推理能力、处理能力和运用知识解决实际问题的能力,同时竞赛激发学生的求知欲望,提高学习兴趣,促进思维能力的发展,培养良好的思维品质、探索精神和创造才能;3、帮助学生养成良好的学习习惯,掌握正确的学习方法并发现和发展学生的特长。对自己有一种鼓励,可以看作学习的一种动力;对自己的一种检验,了解自己的水平,可以做出对自己的评价;一个展现自己的舞台,发挥自己的长处,发掘出自己的优点

    二、竞赛章程或实施方案

    训练参赛队员的理论与实践结合能力,提高学生的动手能力、创造能力、协作能力和综合能力。重在考察学生的硬件设计能力,编程的策略性等。

    1、竞赛概述

    制造一个程控的机器人,机器人在一个平面上运动,目的将目标区域内的物品救援回指定区域,按累计救援物品相对应的分数为评判胜负标准.

    2、比赛场地及比赛流程

    比赛场地场地规格为长2400mm、宽1200mm。如图1所示。


    1 比赛场地俯视图



    2 比赛场地前视图

    比赛场地四周有挡板,挡板位置如图1黑色粗线所示,挡板高度为200mm。物品放置区与小车出发区分别位于场地两端,物品放置区由物品区标识线划分,尺寸为120mm*1200mm,位置如图1所示。小车出发区尺寸为200mm*200mm。机器人A,B,C,D需要在相对应的指定区域出发,将随机分布在物品放置区内的物品搬运至相对应的物品收集器中。物品放置区内的物品为直径40mm,60mm的球及最大长度不超过100mm的玩偶。收集器宽度为280mm,倾斜放置在出发区域挡板外侧,如图2所示。

    比赛时,机器人在规定的时间内搬运物品放置区域内的物品至指定的收集器中,最终以收集器内物品分数总和为评判胜负标准。比赛结束时目标区域内,总分高的一方获胜.

    3、物品的数量及分数

    小球在每次救援赛开始前由裁判随机放置在图1中的物品区域内. 决赛最终比赛:40mm球25个,每个1分;60mm球15个每个2分;玩偶5个,每个5分。

    决赛预选比赛:40mm球,4*场地内比赛队数+1个,每个1分;60mm球,3*场地内比赛队数+3个每个2分;玩偶,1*场地内比赛队数+1个,每个5分。

    4、判定标准

    比赛时间为90秒,在比赛结束后以指定收集器内物品分数总和作为判别标准。物品分数总和高的一方获胜.

    5、犯规

    一般犯规:

    (1)在裁判没有宣布比赛开始时,机器人出发.罚10秒,即机器人需要在宣布比赛开始10秒后出发进行比赛。

    (2)比赛过程中参赛队员接触机器人.罚30秒,即机器人需要在30秒内放置在出发区域.

    严重犯规

    (1)机器人只能在比赛场地内运动,如果机器人由于自己的原因移动到比赛场地外为严重犯规.

    (2)在比赛进行中恶意的向比赛场地中散落干扰其它机器人的物体都视为恶意犯规。

    (3)机器人的尺寸超出目标区域尺寸.

    (4)如果有遥控装置控制机器人视为严重犯规.

    (5)破坏收集器.

    严重犯规的机器人将直接被淘汰。

    6、一场救援赛结束的条件

    (1)比赛时间超过90秒。

    (2)所有对手放弃比赛。

    7、场地照明

    比赛场地周围的照明等级在比赛时才能确定。参赛者在比赛期间有时间了解周围的灯光等级及标定机器人。在第一天调试设定后,比赛的照明将不会在调整来满足个别参赛者的要求。比赛的挑战之一就是要求机器人能够在一个不确定照明、阴影、散光等实际情况的环境中进行。

    8、机器人启动与运行

    比赛开始时开始计时,机器人可以按照自己的方式启动。机器人一旦启动,不可以采用有线或无线的遥控方式控制。

    9、对机器人的限制

    大小:最大长度20厘米,最大度20厘米,高度不限;

    重量:不得超过1000克;

    材料:不限;

    自由度:不限。

    移动方式:不限;

    10、传感器

    在不违反其他规则和规范的情况下对传感器的型号,数量没有限制。禁止参赛者在场地内放置任何标记,灯塔来帮助机器人导航。设计者应采取措施避免场地周围光源对它的影响。

    11、电源(只供调试时使用)

    大赛电源为交流220V,50Hz。如果你的计算机需要电力,请带好足够长导线的插座。机器人的电源采用电池的供电方式。

    12、导线

    救援赛中,机器人不要使用带导线的外部电源。

    13、比赛分组与顺序

    机器人通过抽号来确定分组比赛先后次序。所有机器人必须按照排好的顺序进行比赛。前一组机器人比赛之后,后一组参赛者有二分钟时间进入赛场并启动自己的机器人。二分钟内没有准备好的机器人将丧失这次测试机会,但不影响剩下的比赛机会。比赛顺序一旦排好就不再改变。

    14、比赛分组与判定说明

    所有参赛的机器人分成x组,每个组有3-4个机器人。首先进行决赛预选比赛,预选比赛分两次举行,每次随机分组.累计两次分数,取前8名进入决赛最终比赛.

    参加最终比赛的8个机器人采用抽签形式分2组, 每组4队进行比赛.每组第1,2名进入胜者组比赛.

    胜者组比赛采用淘汰制,每次比赛得分最少的选手将被淘汰.

    如果出现在规定时间内得分相同无法确定比赛名次,在无法确定比赛名次的选手之间进行对决赛.对决赛目标场地随机抽取,并且每次相同选手之间的对决赛增加40mm球数5,60mm球数5,比赛时间减少20秒.

    15、对机器人的保护

    比赛过程中,机器人之间的碰撞不可避免,请充分考虑碰撞给机器人带来的损害。保证机器人可以参加完全部的救援赛。

    16、其他

    未尽事宜由大赛组委会负责解释。

2014年“福田杯”沈阳市机器人大赛学生竞赛