第十八届智能汽车竞赛智能视觉组比赛流程及裁判员参考手册

0、前言

  关于“ 第十八届全国大学生智能汽车竞赛竞速比赛规则^[1] ”、“ 智能视觉组比赛细则^[2] ”以及“ 智能视觉组比赛细则补充规定^[3] ”请通过竞赛官网获取，官网网址：http://www.smartcarrace.com/

  参赛选手和裁判员需要仔细阅读以上三篇规则文档。

  智能视觉组相比于其他竞速组在比赛流程和裁判员判罚上有着更多的细节和不同的判罚标准，本文结合赛题细则要求和近期收到的同学们的疑问和建议进行编写，供参赛同学和智能视觉组裁判员、场地布置志愿者使用。

一、场地准备

• 场地大小：7m×5m，7m为X轴，5m为Y轴，场地边缘需要使用5cm左右的醒目黄色封箱胶或者黄色布基胶带在场地外边缘粘贴，标示出边界。
• 场地背景：场地背景为蓝色，采用普通蓝色广告布铺设。
• 坐标标识：场地内需要标识坐标，方便裁判放置图片目标板，标识方法请参考“智能视觉组比赛细则”中的标识方法。
• 车库大小：宽45cm，长100cm，车库位于X轴起点处，如下图1.1所示。
• 发车规定：如果参赛队伍只制作有一辆车，则要求小车从车库出发，完成任务后回到车库；如果参赛队伍制作了两辆车，则只要求主车模从车库出发，协同搬运车可以跟随主车模从车库出发（两车出库时间差不超过20秒），也可以从其他任何场外的位置出发，并且只要求主车模回到车库，但需要两车完成识别搬运任务之后主车才能回车库。裁判员需要注意，如果主车在协同搬运车完成搬运任务，完全离开场地越过黄色边界线之前进入车库，本次比赛成绩是无效的，此处规则的放宽是为了降低难度，防止两车相撞导致入库失败。

二、语音识别相关设备准备

  根据《 第十八届全国大学生智能汽车竞赛 智能视觉组比赛细则补充规定^[2] 》，选手可以使用语音提示的方式控制车模寻找图片目标板，因此需要在现场搭建相应的设备，并调试好好相应的图像显示软件。

2.1 所需设备：

1. 一台笔记本电脑（可联网，自带麦克风，承办学校准备）
2. 一个外接摄像头+摄像头支架（逐飞提供）
3. wifi转串口模块6套（逐飞提供）
4. 两个USB转TTL模块（逐飞提供）
5. 一根4pin的杜邦线（逐飞提供）

2.2 必需软件：

1. WIFI转串口模块配置自动连接TCP服务端工具1.1.exe（逐飞提供，用于配置wifi转串口模块）
2. seekfree_audio_wifi_send.exe（逐飞提供，用于发送语音指令）

2.3 语音识别布置步骤：（需先将比赛场地布置完成）

1. 将外接摄像头安装到场地外，要求摄像头视角可以看到整个场地，摄像头安装的位置不能放在搬运的目标区域内，不能干扰小车行进路线。
2. 笔记本电脑放置在场地外，要求选手面对笔记本电脑时背对场地。
3. 摄像头拍摄的画面显示到笔记本电脑上，要求画面中无法看清场地内图片目标板的内容，只能看到图片和小车的相对位置，供选手通过语音遥控小车寻找目标，建议将摄像头的分辨率设置为360P或480P。
4. 笔记本电脑开启热点，根据下面的wifi转串口配置步骤将每个wifi转串口连接到当前电脑的热点。

2.4 wifi转串口配置步骤：

1. 使用USB转TTL模块正确连接WiFi串口模块，并将USB转TTL模块插到电脑

2. 打开提供的WIFI转串口模块配置自动连接TCP服务端工具1.1.exe软件

3. 选择USB转TTL的COM口，填写电脑热点的wifi名称，密码和wifi的ip地址，端口号和波特率默认即可，正确填写参数后点击“配置WiFi模块”按钮。

4. 提示配置成功之后，模块重新上电会自动连接WiFi以及服务器，如需恢复初始配置，请按住模块的reload按键上电并持续按下20秒左右，完成操作后重新上电模块即可。

5. 依次完成所有wifi转串口模块的配置。

  这里需要注意，如果有两个场地同时比赛，则两个场地的WiFi名称需要设置为不一样。

三、用于双车通信的数据转发模块准备

3.1 配对模块

  如果参赛队伍制作了两辆小车（主车+协同搬运车），需要使用比赛现场提供的数据转发模块通信，逐飞会向每个赛区会提供6套数据转发模块套件，每一套包括数据转发模块加CH9141蓝牙模块排针端。如下图所示：

  模块套件已经配置完成，并在两个模块上贴好了对应的标签，可以直接使用。如果发现标签掉了导致模块混淆，可以按照以下步骤进行重新配对。

3.2 数据转发模块配对步骤：

1. 按下转发模块的开机按钮，会看到蓝灯闪烁，这时等待蓝灯熄灭。
2. 在资料中打开转发模块配对上位机。

3. 点击主机端口的下拉框，记住已有的端口。

4. 将对应的5V、GND相连接，9141蓝牙模块的RX引脚连接USB转TTL的TX引脚，9141蓝牙模块的TX引脚连接USB转TTL的RX引脚。

5. 将CH9141 排针端通过USB转TTL插到电脑上，选择在软件中新弹出的端口号

6. 长按转发模块上的CMD按键，直到蓝灯闪烁

7. 上位机中点击扫描

8. 扫描完成后会在从机列表中看到搜索到的从机

9. 点击配对，提示配对成功

10. 随后拔插CH9141的USB端便会自动连接。连接成功后STA指示灯会常亮。

四、比赛图片及坐标方案

4.1 比赛图片

  本次各分赛区比赛采用的图片均从公布的数据集中选取，各赛区图片不完全相同，每个赛区共42张，其中有框图片28张，无框图片14张，预赛每次比赛选用18张（有框12张，无框6张），决赛每次比赛选用24张（有框16张，无框8张）。

4.2 坐标方案

  用于小车识别的目标位置A4坐标纸：

  有框图片放置的坐标点打印在5m×7m的等比例框内。打印了坐标点的A4纸允许用一张不大于A4纸的纯色硬纸板或硬纸盒撑起，避免A4纸弯曲带来的识别困难。用于选手识别的目标位置坐标纸只有方框和点位，无其他内容，比赛时选手用这张纸给小车识别图片摆放的坐标（加粗的一边为下方X轴，用于提示选手纸张的放置方向），如下图所示：

  用于裁判摆放图片的目标位置A4坐标纸：

  裁判根据摆放图片目标板示意图摆放图片，裁判拿到的示意图包含坐标轴和无框图片的放置坐标点，无框图片的放置位置用方形绿块表示，如下图所示：

  图中的方块坐标点为无框的图片放置区域的中心坐标点。红色虚线框出的方块区域的位置是以绿色方块为中心的3*3网格，在此范围内，无框图片可以由裁判随机放置在该区域内的9个任意坐标点位置上，并且无框图片的的内容也由裁判随机选取。

  组委会会给每个赛区会提供16套目标位置坐标纸方案，预赛8套，决赛8套，每一套包括用于车模识别的和用于裁判摆放的两种坐标纸，每一套可以打印多份，避免在使用过程纸张出现了损坏或折旧，比赛进行一定进程后可以更换一套全新的给参赛选手和裁判员使用。

五、比赛流程

  由于智能视觉组的比赛过程需要每次都重新布置目标板，所以需要较长的比赛时间，所以智能视觉组的比赛时间建议为30分钟。

1. 计时人员打开逐飞科技裁判系统软件，输入比赛时间1800，选择计时器模式为智能视觉组，点击确定。

2. 计时人员点击连接计时器，选择智能视觉组的表格，确定本场地智能视觉组比赛类别。（具体使用方法参见逐飞科技裁判系统说明书）

3. 主裁判允许选手入场，如需要使用语音，就需要在预留的接口处安装好串口WiFi模块，并调试好摄像头电脑画面；如果当前队伍制作了双车，就需要在主车预留接口处安装连接数据转发模块，在协同搬运车上的预留接口处安装连接9141蓝牙模块；如果既要使用语音，又制作了双车，就需要按上述要求都安装插接并调试好；如果都不需要，则可以不安装相关模块。然后将小车放置到车库发车区内。

4. 选手模块安装完成后，主裁判通知计时人员手动选择当前比赛队伍，由参赛选手确认队伍信息，选手确认无误后，按下确认按键，比赛30分钟倒计时开始。

5. 主裁判将8张目标位置A4坐标纸随机打乱后，背面向上放置在桌面上，选手告知主裁判选择第几张，主裁判从中抽取对应坐标纸，用于本次发出前的识别。

6. 裁判员按照选手抽取到的目标位置A4坐标纸对应的摆放目标板示意图进行图片的放置。摆放的图片在给定的总图片库中抽取，有框图片需按示意图上的指定坐标和内容摆放，无框图片从无框图片库中随机抽取无框图片，放置到指定的3*3区域内的任意一格即可。

7. 图片摆放好后，选手准备好之后按下计时器的开始按键，当次比赛计时开始，随即裁判将用于小车识别的目标位置A4坐标纸交给选手用作识别发车，识别完成后，小车自动发出或者允许再按一次按键后小车发出。（如果有两辆车，发车方式遵循第一章的“发车规定”即可，比赛过程中，双车允许接触、碰撞）

8. 等待小车完成比赛，如果当前队伍需要使用语音遥控，则在比赛过程中，自行安排好队员在比赛开始前到语音遥控的笔记本电脑前做好准备，以便于在比赛过程中进行发送语音指令等操作。

9. 小车完成图片识别和搬运后，主车需回到车库，如果有两辆车，则遵循第一章的“发车规定”。要求小车从车库正上方进出车库，不能从车库侧面进入或离开车库，小车回到车库后计时停止，主裁判告知计时人员成绩是否有效，是否需要加罚，若要加罚，加罚多少，比赛成绩为计时器时间+加罚时间，核实成绩前由边裁判员再次确认搬运是否正确并告知主裁判搬运是否需要加罚，加罚多少。本次最终成绩由主裁判告知计时人员，计时人员进行相应加罚和保存成绩操作。

  若小车因故障未能完成当次比赛，或未能回到车库让计时器停止，则当次比赛无效。如果30分钟比赛时间未用完，或取得有效成绩次数未达到3次，则重复5到9步骤继续当前比赛。

六、比赛罚时以及结果判定

1. 车模需从车库正上方出入，才能触发计时器，不能从侧面出入车库，回到车库后计时器停止计时，裁判先记录此计时时间为当前比赛用时，然后选手才能拿去小车进行下一次准备。若车模完成任务后从车库上方回到车库虽然让时间停下了，但冲出车库或有两个及以上的车轮冲出车库，均算作入库失败，加罚 15 秒。如果没有回到车库或从侧面进入车库本次则本次比赛失败。

2. 不允许小车出车库后只完成少量识别和搬运就直接回到车库的比赛方式，如果识别和搬运的图片小于1/3（预赛小于6张，决赛小于8张）则本次成绩无效。允许完成识别和搬运的图片大于等于1/3图片数量后主动回到车库结束本次比赛，加罚时间按加罚标准执行。

3. 由裁判检查每一类的图片是否正确的搬运到了对应位置，如有图片搬运的位置错误，或者搬运遗漏，则在计时器计时时间的基础上进行罚时。每一个搬运错误或搜索遗漏均罚时30秒。

4. 若比赛队伍需要使用语音遥控，则裁判需要注意选手喊出的口令仅包含：前、后、左、右、左转、右转、停止、拾取 8 种，不允许喊出其他口令，否则当次比赛成绩无效；

5. 比赛采用限时限次方式，当前比赛队伍取得3次有效成绩或30分钟时间消耗完的两个条件满足其一则当前队伍比赛结束，记录其最好成绩为比赛最终成绩。

七、其他相关疑问的补充说明

• 按键次数：识别坐标完成后可以按一次按键确认坐标，也可以全自动发车，识别完成后小车自动出发；
• 搬运边界：目标板需要被放置到黄线外，压线属于搬运失败，搬运到边线交叉区域也算搬运失败；
• 提前打开小车电源：允许，重要的是按下开始计时按键前，不允许小车传感器看到坐标纸即可，所以提前打开小车电源是允许的；
• 若比赛时间内一次都未完赛的补赛规定：若比赛时间内一次都未完赛，补赛阶段可以减少目标板数量进行补赛（比如3张或6张）且不要求回到车库，如能完成也可以进行完赛认定，最高获得分赛区三等奖；
• 关于抽签（抽比赛坐标方案）：每次发车前都要重新抽签，裁判员按抽到的坐标纸重新摆放图片内容；
• 进场队员数量：因为涉及到语音和双车，视觉组统一规定允许3名队员进入场地；
• 关于数据通信：今年取消了向上位机传送识别内容的要求，涉及到通信的有：若制作了双车，则双车之间需采用要求的数据转发模块和9141蓝牙模块通信；若需要用到语音遥控时需要场外的笔记本电脑和WiFi模块之间的通信；
• 关于坐标纸识别：可以用一个纯色的盒子或硬纸板把坐标纸垫起来给小车识别，也可以用一个纯色纸板盖住坐标图纸，车打开电源放好后将纸板撤掉让小车识别，还可以不给小车识别坐标纸，直接全程用目标检查或者遍历的方式去寻找和识别目标；
• 关于摆放图片时时间是否暂停：在30分钟比赛时间内，在取得3次有效成绩之前，可以多次发车，每次发车前需要重新抽方案，需要裁判员重新摆放图片，整个过程比赛时间不暂停；
• 搬运要求：特别提醒，分赛区的预赛和决赛的搬运要求不一样，如下所示：

  主车辅助车都可以放分赛区决赛阶段要求当前比赛队伍在三大类中现场随机抽签，被抽到的1个大类（粮食、水果、蔬菜其中之一）需要单独放置在下图所示的赛场左上角1米范围内（用深色胶带标识出1米范围）。没支队伍只抽取一次大类.

• 关于是否允许下代码：预赛阶段允许调试和代码下载，决赛阶段不允许调试和代码下载，仅可以使用小车自带的人机交互修改参数等；

参考资料