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1、第九届 学生竞赛项目第 1 页 共 8 页虚虚拟拟机器人机器人灭灭火火一、一、竞赛竞赛目目标标参赛学生通过机器人 3D 仿真系统自主搭建机器人及其传感器并且编写机器人迷宫灭火程序，自动控制虚拟机器人实现搜索房间和发现模拟火源并加以灭火施救,完成相应的竞赛任务。通过该项目的实践,旨在提高青少年对机器人浓厚兴趣、提高中小学生程序设计和机器人的应用能力、开发学生的创新思维。二、二、竞赛竞赛范范围围小学组、初中组、高中组（含中职）。三、三、竞赛环竞赛环境境1、软件环境（1）操作系统：Windows2000、WindowsXP（NetFramework2.0 DirectX9.0c）中任何一种（推荐 W
2、indowsXp）。（2）比赛系统：热博 RB-3DRSS 虚拟机器人 3D 仿真系统单机版。2、硬件环境（1）电脑硬件配置：CPU2.4GHZ以上，内存512G以上，显卡64M支持3D（推荐配置CPU3.0G，内存1G，显卡128M支持3D)。（2）电脑数量：组委会提供竞赛现场编程用电脑（每人一台），参赛选手不允许携带任何可以复制文件的工具进入竞赛现场（如U盘等）。四、参四、参赛队赛队伍伍每支参赛队伍限1名选手。五、五、竞赛竞赛任任务务虚拟机器人灭火是模拟现实家庭环境中处理火警的过程。制作一个由计算机程序控制的虚拟机器人，在一套模拟平面结构的房间里运动，找到代表房间里火灾点的正在燃烧的蜡烛并
3、尽快将它扑灭。六、六、竞赛标竞赛标准准1、模拟房子平面结构和特性第九届 学生竞赛项目第 2 页 共 8 页（1）竞赛场地平面结构示意图见场地立体示意图。示意图供练习和实践时参考，竞赛场地的实际尺寸与示意图基本相同（虚拟房间场地比赛时由组委会统一制作提供，并且标准一致）。（2）模拟房间的墙壁高不低于 25 个单位。竞赛场地地板为黑色的光滑平整表面（摩擦系数比赛时统一确定）。（3）房间所有走廊和门框的宽度均不小于机器人大小的 30 个单位。门框上没有门，在门框所在地面上用一条白线表示房间入口和门，白线本身的面积属于房间内的区域。（4）机器人必须从竞赛场地中代表起始位置的白色正方形中开始启动。如示意
4、图中标有“H”的正方形，代表起始位置。实际竞赛场地并不标记“H”。（5）参赛选手可以用一些装置来校正机器人在正方形中的位置。一旦启动，它可以在竞赛场地中向所希望的方向横向或纵向运动。（6）最终虚拟竞赛场地以组委会当天提供为准。2、场地照明虚拟灭火竞赛场地周围的照明均按理想化条件设置，无对各种传感器产生干扰现象。3、机器人及传感器虚拟灭火机器人及其所使用的传感器均由 3D 仿真系统中提供，在搭建过程中只能使用系统提供的机器人及相应的传感器。4、蜡烛蜡烛的火焰代表房间内机器人试图找到并扑灭的火源。火源的火焰位置有效高度（指火焰底部距场地表面的距离）在 9 至 12 个单位之间。 5、家具竞赛场地内
5、有一件模拟家具。由抽签确定房间号之后，这件模拟家具将摆放在该房间的示意位置。机器人可以接触模拟家具。模拟家具是一个 6 个单位直径圆柱，柱高与墙壁等高。6、场地立体示意图第九届 学生竞赛项目第 3 页 共 8 页图中白色圆弧内为蜡烛摆放区域，黄色圆柱为家具，房间内白色区域为搜救位置。抽中房间后蜡烛、家具和搜救对象位置如图中所示。小学组和初中组的场地没有搜救标识。每个房间都将保留标识火源的白线。七、七、竞赛规则竞赛规则1、机器人运行（1）机器人一旦启动必须在没有参赛选手的干预下自动控制，即：机器人必须是由计算机程序控制。（2）机器人在运行过程中可以碰撞或接触墙壁。（3）机器人搜救：在高中组比赛中
6、，将列入搜救任务及回家任务。（4）机器人灭火后才能进行搜救。（5）搜救区域放在火源房间中。在房间中靠墙壁，有一个 2015 个单位、长方形的白线。机器人灭完火后，必须到达搜救区域（机器人的任何一个轮子接触搜救区域）后离开房间才算作有效搜救。2、熄灭蜡烛（1）机器人只能运用系统提供的灭火道具进行灭火。蜡烛在燃烧时不允许被撞倒，否则，按未完成灭火任务处理。如果机器人在进行灭火动作的过程中碰撞蜡第九届 学生竞赛项目第 4 页 共 8 页烛，机器人运行成绩仍然有效。（2）机器人在开始灭火动作时，必须完全进入蜡烛所在房间（即：机器人在地面的垂直投影全部越过房间门口地面的白线，而不是在线外或者踩在线上），
7、并且机器人必须有部分或全部到达距离火焰 30 个单位的圈以内。3、蜡烛位置由抽签确定房间号，蜡烛将摆放在该房间的示意位置。4、竞赛方式（1）小学组：蜡烛将随机放在四个房间中，只完成灭火任务。（2）初中组：蜡烛将随机放在四个房间中，完成灭火任务、回家任务。（3）高中组：蜡烛将随机放在四个房间中，完成灭火任务之后，须完成搜救任务和回家任务。5、竞赛时长（1）机器人搭建、编程及调试：60 分钟/组别。（2）任务时长“灭火”任务时长为 3 分钟（机器人须在 3 分钟内找到蜡烛并熄灭），如 3分钟内未完成灭火则任务失败，时间记为分钟。“搜救”任务时长为 3 分钟(机器人熄灭蜡烛后开始计时至机器人离开灭火
8、搜救房间终止)，如 3 分钟内未完成搜救则任务失败，时间记为分钟。“回家”任务时长为 4 分钟(机器人离开灭火搜救房间后开始计时至机器人回到“家”终止) ，如 4 分钟内未完成回家则任务失败，时间记为 4 分钟。6、比赛终止（1）裁判宣布入场后 5 分钟内，参赛队员没有入场。（2）裁判宣布停止调试，参赛队员未及时上交程序。（3）比赛过程中队员出现严重犯规事件。7、比赛结束1、机器人完成规定任务。2、规定的比赛时间用完。3、参赛选手主动宣布放弃。第九届 学生竞赛项目第 5 页 共 8 页八、八、评评分分标标准准1、得分（1）每次得分=实际时间房间系数灭火系数搜救系数（高中组）回家系数（初中、高中
9、组）。 （注：“灭火系数”可以省略）（2）参赛队伍程序连续运行两次，取得分较低的一次计为该阶段的竞赛成绩（得分越低成绩越好）。（3）参赛队伍该阶段的得分占其成绩的 60%。2、任务完成判断及其系数（1）灭火任务：超时视为任务失败。灭火任务成功系数是 1。（2）搜救任务：机器人走出蜡烛及搜救区域所在房间但未能到达搜救区域、超时均视为任务失败。搜救任务成功系数是 0.6。（3）回家任务：机器人回家途中进入任何房间（机器人全部越过白线即为进入房间）、机器人进入起始位置而未停止动作、机器人未回到起始位置、超时均视为任务失败。回家任务成功系数是 0.8。注：各单项任务必须根据以上任务顺序完成否则即整个任
10、务失败。每个单项任务必须在其相应的顺序位置完成才能算该单项任务完成，当前各单项任务失败则此次计时比赛结束，此任务及其之后的各单项任务按任务失败计时。各单项任务失败其时间按照最长时间计时，并且不能获得相应任务系数。3、房间系数机器人找到蜡烛前搜索的房间越多，房间系数值越小。（1）成功搜索 1 个房间，房间系数为 1.00。（2）成功搜索 2 个房间，房间系数为 0.75。（3）成功搜索 3 个房间，房间系数为 0.50。（4）成功搜索 4 个房间，房间系数为 0.30。注：机器人搜索房间顺序不限，机器人须全部越过门框白线进入房间内才能视为机器人搜索了该房间。未完成灭火任务不计算房间系数；重复搜索
11、同一个房间，房间系数不重复计算。4、实际时间（1）实际时间为系统自动计时时间。包括灭火时间、搜救时间和回家时间。第九届 学生竞赛项目第 6 页 共 8 页（2）搜救时间定义：机器人熄灭蜡烛开始计时至机器人完全离开搜救对象所在房间终止。机器人地面垂直投影完全越过房间的白线视为机器人离开房间。（3）回家时间（初中组）定义：机器人熄灭蜡烛开始计时至机器人回到代表家的白色区域并处于静止状态终止。（4）回家时间（高中组）定义：机器人离开搜救对象所在房间开始计时至机器人回到代表家的白色区域并处于静止状态终止。（5）小学组实际时间灭火任务时间。（6）初中组实际时间灭火任务时间回家任务时间。（7）高中组实际时
12、间灭火任务时间搜救任务时间回家任务时间。九、机器人九、机器人现场现场主主题创题创作作参赛队伍依据组委会统一提供的机器人构件（全国决赛采用“杭州热博积木式机器人平台HOTROBOT”器材）按岛屿探索的主题依序进行现场机器人搭建、编程及动作展示。参赛队伍该阶段的得分占其成绩的40%。1、任务及场地说明机器人由起始点出发，经过若干个岛屿到达终点，场地示意图如下：（1）整个比赛场地为白色灯箱布喷绘而成。（2）起点与终点为 A4 纸大小黑色色块。（3）岛屿为 2230 厘米直径的白色区域，外围黑色环线宽 2cm。起点岛屿终点第九届 学生竞赛项目第 7 页 共 8 页（4）岛屿旁边的长方形尺寸为长 10c
13、m、宽 2cm，用于指引机器人寻找下一个岛屿。（5）场地尺寸、岛屿摆放位置现场公布。2、竞赛用时： 80分钟/组别（在规定用时内可进行机器人搭建、编程、场地调试及程序调整。3、动作展示仅限一次，时长3分钟/组别，按抽签顺序完成。4、小学组机器人至少完成一个岛屿探索；初中组机器人至少完成两个岛屿探索；高中组机器人至少完成三个岛屿探索。5、机器人须沿岛屿外围黑色环线绕行一周方能视为该次探索成功。6、机器人须经指引线到达下个岛屿，否则，其后续探索任务将不予记录得分。7、机器人完成岛屿探索任务积分系数如下：机器人完成一个岛屿探索任务，积分系数为 1。机器人完成二个岛屿探索任务，积分系数为 0.9。机器
14、人完成三个岛屿探索任务，积分系数为 0.75。机器人完成四个岛屿探索任务，积分系数为 0.5。机器人完成五个岛屿探索任务，积分系数为 0.2。8、机器人重复探索同一岛屿，不另外得分。9、评分标准（1）动作展示用时：机器人由起点（整个机器人须全部落在起点黑色色块内）启动后开始计时至到达终点（机器人任何一部分落在终点黑色色块内）停止计时。（2）规定动作展示时长内，机器人未能到达终点或机器人未完成任一岛屿探索到达终点，均为动作展示失败，得分记为 6 分钟。（3）动作展示超时，无论机器人处于何种状态，动作展示结束，得分记为 6 分钟。（4）规定动作展示时长内，完成一个及以上数量岛屿探索并到达终点：得分=动作展示用时积分系数。其中，初、高中组完成岛屿探索少于规定数量，每少一个加 1 分钟。第九届 学生竞赛项目第 8 页 共 8 页（5）得分越低成绩越好。
