第二届国际仿人机器人奥林匹克大赛

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1、第二届国际仿人机器人奥林匹克大赛（第二届 IHOG）比 赛 规 则中国人工智能学会机器人足球工作委员会2011.7.24序言国际仿人机器人奥林匹克竞赛（International Humanoid robot OlympicGames，以下英文简写 IHOG，中国简写机器人奥林匹克）是将小型仿人机器人作运动员，借助人类奥林匹克竞赛规则进行的和人类奥林匹克并齐的另一类国际性竞技娱乐活动。它的近期目标是借助人类奥林匹克的魅力和挑战性来促进仿人机器人关键技术的研究和发展，而长远的目标是将来机器人奥林匹克技术水平超过人类奥林匹克水平，最终实现“无处不在”的机器人时代到来。首届 IHOG 于 2010

2、年 6 月 21 日在哈工大举办，来自六个国家的 150 多名代表参加。大赛后许多大学和企业界及有关政府部门对 IHOG 特别感兴趣，并提出希望尽早编写出通俗易懂的 IHOG 比赛规则，以便更多的大学和企业参与此竞赛活动。为此我们在去年编写的比赛规则基础上进一步改进，并加进新的比赛项目后编写出第二套 IHOG 比赛规则。这次 IHOG 比赛种类分为六大类 24 种，而这些比赛项目中包含的核心技术基本覆盖了未来仿人型服务机器人在家庭工作时所需的各种关键技术，但随着机器人技术与智能控制技术的发展，将会出现更精彩，更实际的比赛项目，同时随着比赛经验的积累，这次提出的比赛规则也会进一步完善，最终其比赛

3、规则水平达到人类奥林匹克比赛规则水平，将为人类和机器人同时进行比赛打下基础。最后，我衷心地希望机器人奥林匹克不但成为发展未来仿人型家庭服务机器人动力，同时又成为培养创新人才的理想平台，在主管政府部门的支持下得到蓬勃的发展。 中国人工智能学会机器人足球工作委员会洪炳镕2011-4-30一、制定 IHOG 比赛规则总方针每项比赛规则中都要突出考验小型仿人机器人在家庭和社会中完成各种服务工作所必需的关键技术及功能。二、IHOG 比赛规则种类目前暂设六类，24 种比赛规则，其中*符号为 2011 年新设的比赛项目。1.田径类比赛规则（五种） 1）短跑 2）长跑 3）障碍跑 4）阶梯跑 5）举重 2 .

4、球类比赛规则（四种） 1）点球 2）投篮 3）高尔夫球 4）3VS3 足球 3.对抗类比赛规则（四种） 1）拳击 2）击剑 3）摔跤 * 4）跆拳道4.体操类比赛规则（四种）1）单杠2）翻滚3）平衡木* 4）广播体操5 .舞蹈类比赛规则（四种）1）单人舞 2）双人舞3）八人舞* 4）四小天鹅芭蕾舞6.作业类比赛规则（三种） * 1）捡垃圾 * 2）端盘子* 3）拉车 1.田径类比赛规则 这种比赛项目主要考验机器人的运动速度，即向目标快速到达目的地的智能控制技术。 比赛过程是 ,机器人在裁判员发出的哨声下起跑后，以最快速度跑到终点，这时从起点 跑到终点时间最短者取胜。 赛跑时，跑道线与终点线及终

5、点色标都用机器人视觉系统来识别。 在比赛过程中，如果机器人在中途倒下去，或偏离跑道线 0.4 米，或达不到终点线，则机器人短跑比赛论失败，不能得分。 比赛场地为铺地毯的地面，其尺寸如图 1 所示。起跑线与终点线间距离为 6m，跑道线间距离为 0.8m。 跑道线终点放置标准色标，以便机器人对准这个色标直线跑。1）短跑图 1 短跑比赛场地尺寸 这种比赛项目主要考验机器人的运动耐力，即保证长时间运动可靠性的智能控制技术。 比赛过程是， 机器人在裁判员发出的哨声下起跑后，沿跑道线跑到终点，以最短时间到达终点者取胜。 赛跑时，跑道线与终点线都用机器人视觉系统来识别。 在比赛过程中，如果机器人在中途倒下去

6、，或者由于电机过热而着火，或偏离跑道线 0.5 米，或者不能到达终点，则论为该比赛失败，不能得分。 比赛场地为铺地毯的地面，其尺寸如图 2 所示。起点与终点间距离约 55.2m。2）长跑图 2 长跑比赛场地尺寸 这种比赛项目主要考验机器人能绕过障碍物，安全快速到达目的地的智能控制技术。 比赛过程是，机器人在裁判员发出的哨声下起跑后，在中途绕过各种障碍物，以最短时间到达终点者取胜。 赛跑时，跑道线与障碍物及终点线都用机器人视觉系统来识别。 在比赛过程中，如果机器人在中途碰上障碍物，或倒下去，或偏离跑道线 0.5 米，或不能到达终点线，则论为该比赛项目失败，不能得分。 比赛场地为铺地毯的地面，其尺

7、寸如图 3 所示，起跑线与终点线间距离为 6 m，在每个跑道线中间放置三个（红、蓝、绿）障碍物，障碍物间隔为 1.5m，跑道线间隔为 2m。3）障碍跑图 3 障碍跑比赛场地尺寸 这种比赛项目主要考验机器人能走过高低不平的地面，并且快速到达目的地的智能控制技术。 比赛过程是，机器人在裁判员发出的哨声下起跑后，在中途通过高低不平的阶梯，以最短时间到达终点者取胜。 赛跑时跑道线与阶梯高地及终点线都用机器人视觉系统来识别。 在比赛过程中，如果机器人在平地或在阶梯处碰上台阶而倒下去，或不能到达目的地，则论该项目为失败，不能得分。 比赛场地为铺地毯的地面，其尺寸如图 4 所示，起跑线与终点线间距离为 6m

8、，上、下两个阶梯放在跑道线的中间位置，即离起跑线或终点线各有 1m 距离。4）阶梯跑图 4 阶梯跑比赛场地尺寸 这种比赛项目主要考验机器人能准确地抓住举重杆，并可靠地举起负载的智能控制技术。 比赛过程是，机器人首先从初始位置走到举重负载前面(离负载大约 0.2m)停止，然后弯腰后用双手抓住举重杆，并将负载举到肩膀位置，最后利用挺举方法将负载举起，并且将负载平稳地放在地上，比赛结果举重负载最大者取胜。 比赛时，机器人对举重杆是用机器人视觉系统来识别。 在比赛过程中，如果机器人抓不住举重杆，或举不起现在的负载，则论为该比赛项目失败，不能得分。 比赛开始前机器人与举重负载之间的距离为 1.0m，为了

9、举重，当机器人走到负载前的时候，机器人与举重杆距离为 0.2m，如图 5 所示。5）举重机器人1.0m机器人初始位置0.8m0.2m举重负载走步图 5 举重比赛场地尺寸2.球类比赛规则 这种比赛项目主要考验机器人在足球运动中只对射门与守门动作所需的运动规划能力及基于视觉的智能控制技术。 这种比赛是两个球队之间进行的一种 1 对 1 的对抗赛，比赛时，如果某一方进行射门，则另一方必须守门，反过来也如此。 在比赛过程是，如果某一方射门进球成功则该方得分，另一方不得分；反过来，如果某一方射门失败，球被守门方抓住或当球，则守门方得分，进攻方不得分。如果双方都未能得分则进行加时赛。 在比赛过程中对球、球

10、门及守门员的识别与定位都靠机器人视觉系统来完成。 比赛场地为铺地毯的地面尺寸如图 6 所示。比赛开始前机器人与球之间距离为 0.5m。 负载轮子举重杆1）点球图 6 点球比赛场地尺寸 这种比赛项目主要考验机器人在篮球运动中只对投篮动作所需的运动规划能力及基于视觉的智能控制技术。 这种比赛和点球不同点是，点球比赛用脚将球踢进球门，而篮球比赛则用双手协调将球投进篮球筐里。 比赛过程是：首先机器人用视觉系统对球和篮筐进行识别和定位后，走到球前停下来，并弯腰后用双手将地面上的球抓住，然后伸腰后机器人走到离篮筐外 25cm 处停下来，并将球扔进篮筐里。如果球进就得分，否则不得分，比赛结果得分最多者取胜。

11、 比赛时对球及篮筐的识别与定位都靠机器人视觉系统来完成。 在比赛过程中， 如果机器人倒下去或投不中或进入到 25cm 以内则论失败，不能得分。 投篮比赛场地尺寸如图 7 所示。比赛前机器人与球之间距离为0.5m，对与蓝框架之间距离为 0.5m。2）投篮支架 球0.5m 0.5m篮筐25cm机器人投篮位置 初始位置图 7 投篮比赛场地尺寸 这种比赛项目主要考验机器人在高尔夫球运动 中如何用球杆使球准确地打进球孔所需的运动规划能力及基于视觉的智能控制技术。 这种比赛和足球、篮球不同点是，高尔夫球是用特制的球杆将球打进球孔里. 比赛过程是，首先机器人用视觉看球与孔，确定相互距离和方位后用单臂或双臂协

12、调打球传球打进入到球孔里。球可放在离球孔半径为 0.5m 的圆周的三个位置上，分别三次打球如果球进到孔里就得分，否则不能得分，比赛结果得分最多者取胜。 比赛时，对球和球孔的识别与定位都靠机器人视觉系统来完成。 在比赛过程中，如果机器人倒下去，或抓不住球杆，或打不中球，则论为失败，不能得分。 比赛场地为铺地毯的地面尺寸如图 8 所示。 比赛前，球与球孔之15cm3）高尔夫球间距离为 0.5m ，机器人必须放在与球孔半径垂直的圆周上位置。图 8 高尔夫球比赛场地尺寸 这种比赛项目不但能考验足球运动的复杂动作的规划能力和基于视觉的智能控制系统技术及多个机器人的合作与竞争策略技术。 这种比赛是由两个球

13、队（每个球队由 3 个机器人构成）之间进行的 3 对 3 对抗赛，比赛胜负不仅取决于硬件系统，而且还取决于比赛策略软件系统。 比赛是在裁判员的严格控制下进行，比赛分上半场和下半场，每场比赛有 5 分钟，中间休息 10 分钟。 比赛需要用木材做成的专用比赛台子，其尺寸如图 9 所示。比赛控制系统可分为两种，一种是基于嵌入式视觉的全自主型比赛系统，另一种是人机互动的遥控型比赛系统，不管是哪一种比赛，开始与结束及中间暂停都是通过裁判发出的命令执行的。4）3对3足球球1球2球3球孔球球孔0.5m 比赛设三种罚球，即点球、球门球及任意球。4m6m。A队球门B队球门 1.4m 图 9 3vs3 足球比赛场

14、地尺寸3.对抗类比赛规则 这种比赛项目主要考验机器人对对方的打击或阻挡对方进攻动作所需的运动规划能力及基于蓝牙通信的无线遥控操作技术。 这种比赛是一种用机器人拳头互相对打的 1 对 1 对抗赛。比赛时，双方机器人都必须带上标准的拳击手套，比赛进行 10 局，每局时间为 1 分钟。 比赛过程是，裁判员吹哨后，双方人员都用遥控器控制拳击运动，拳打对方的要害部位或阻挡对方的进攻。比赛时，如果某一方打击对方的指定部位（如头部）则获得相应的分数，但如果打倒对方或将对方推到境界线外则获得最高分，且该局结束，比赛结果得分最多者取胜。1）拳击A队机器人B队机器人 这种比赛项目的胜负不但取决于硬件系统的合理性与

15、先进性，同时又取决于比赛策略先进性及遥控器操作的灵活性和准确性。 在比赛过程中，如果机器人由于自己原因倒下去，则允许重新起立，但过 10 秒后仍起不来，则论该局失败。比赛布局如图 10 所示。图 10 拳击比赛场地尺寸 这种比赛项目主要考验机器人在击剑运动中对刺击或阻挡对方进攻动作所需的运动规划能力及基于蓝牙通信的无线遥控操作技术。 这种比赛是双方人员用机器人佩戴的剑互相冲击对方的一种 1 对1 对抗赛，比赛时，双方机器人都 必须佩戴标准剑，每次比赛进行 10 局，每局时间为 1 分钟。 比赛过程是，裁判员吹稍后，双方人员都用遥控器控制击剑运动，刺击对方的要害部位（如胸部） ，或阻挡对方的冲刺。比赛时，如果某一方击中对方的指定部（如胸部） ，则获得相应的分数，