六边形环岛
（3）赛道中两条相邻平行电磁线之间的距离
两条相邻赛道之间的最小距离为100厘米。
▲ 电磁引导线之间的最小距离
（4）锥桶与电磁线之间的距离
在赛道折线所有的内角处都布置交通锥桶，车模在运行的过程中必须在交通锥桶的外侧绕行。交通锥桶的几何尺寸如下：
- 高度在70厘米；
- 底宽不大于35厘米；
- 颜色可以具有红色和白色；
交通锥桶中心距离铺设的电磁引导线的距离不小于80厘米。因此，赛道中折线组成的等效转弯半径不小于80厘米。
▲ 交通锥桶距离电磁线的距离
（3）赛道引导方式室内赛道上都具有边界线和电磁引导线；信标组使用声音信标导引；室外越野和单车拉力组使用电磁引导线。
1、赛道边界线： 赛道两侧铺设有黑色边界线用于赛道引导。边界线的宽度为25±5mm。如下图所示：
赛道边界线引导
2、中心电磁导引: 赛道铺设有中心电磁引导线。引导线为一条铺设在赛道中心线上，直径为0.1~1.0mm的漆包线，其中通有20kHz、100mA的交变电流。频率范围20k±1kHz，电流范围100±20mA。
3、电磁线信号源: 参赛队伍可以使用自行制作的信号源。信号源通过单通道耳机插头直接插入现场信号源的插座中，即可替代缺省的信号源，为场地内的电磁导线提供信号激励了。
选手自带信号源所使用的信号频率、波形和幅度没有任何限制，只要能够满足当前铺设的电缆和插座中允许的最大电压、电流和频率范围即可。
▲ 外接信号源接口示意图
4、信标引导： 在铺有蓝色广告布的平整场地内随机安放5至15左右的信标，车模在信标的导引下做定向运动。第十六届的信标主要通过高频电磁场和灯光信号引导。关于信标的具体技术参数和制作方案参见《第十六届智能车竞赛信标比赛系统说明》。
▲ 信标引导比赛场地
（4）起跑线标志室内赛道竞速比赛要求车模在比赛完毕后，能够自动停止在停车区域内。
赛道起跑线的标志有两种形式：
A.斑马线起跑线： 如下图所示，计时起始点处有一个宽度为10cm黑色斑马线，斑马线使用与赛道黑色边线一样的材料制作。
▲ 斑马起跑线
B. 永久磁铁标志： 在赛道中间安装有永久磁铁。磁铁参数：直径7.5 - 15mm，高度1-3mm，表面磁场强度3000-5000高斯。
起跑线附近的永磁铁的分布是在跑道中心线两边对称分布。相应的位置如下图所示：
▲ 永久磁铁标志
C. 车库： 车库元素是今年赛道元素新增的元素。车库赛道元素是在起跑线旁设置的方形区域，它的尺寸如下图所示：
▲ 赛道车库
车模出发是从车库驶出，在运行两周之后在驶入车库内。比赛时间是从车模驶出车库和返回车库之间的时间差计算。因此计时线圈是放置在车库门口处。赛道上的斑马线和斑马线下的磁铁放置与往届规则相同。
车模出发和返回进入车库
对于电磁越野组、单车拉力组在起跑线处只设置永久磁铁标志。不在设置斑马线和车库。
（5）赛道边界判定室内赛道组别要求车模在运行过程中保持在赛道内。在赛道边缘处有可能粘贴两层黑色高密度海绵条，形成赛道路肩，作为赛道边界。也有可能不粘贴黑色高密度海绵条。海绵条宽度为2.5cm，两层高度1cm。在赛道两侧相隔25cm粘贴，交错分布，间隔处仍为黑色边界。如下图所示：
▲ 赛道路肩
带有路肩赛道将会使用人工进行判罚车模是否冲出赛道，判罚方式和标准与以前比赛形式相同。
（6）赛道元素除了节能信标组之外，室内赛道和室外电磁赛道是一个封闭曲线赛道，具有以下赛道元素。
注：赛道元素中的示意图：图例中除了赛道之外的交通标示只是用于赛道元素功能说明，在比赛现场的赛道周围没有这些交通标示。
1. 直线赛道： 这是赛道的基本形式。
▲ 直线赛道示意图
2. 曲线弯道: 赛道中具有多段曲线弯道。这些弯道可以形成圆形环路，圆角拐弯，S型赛道等。赛道中心线的曲率半径大于50厘米。
对于室外电磁越野组和单车拉力组，弯道是由折线组成。具体参见前面1.2节中关于室外电磁赛道几何约束条件中的描述。
▲ 弯道赛道示意图
3、十字交叉路口: 车辆通过十字交叉路口需要直行，不允许左转、右转。
▲ 十字路口示意图
4、坡道： 坡道的坡度不超过20°。坡道可以不是对称的。坡道的过渡弧长大于10厘米。坡道的长度、高度没有限制。一般情况下坡道的总长度会在1.5米左右。电磁组的导引线铺设在坡道的表面。
▲ 坡道示意图
5、环岛： 赛车经过环岛时需进入环岛绕行一周后继续前行。环岛中心线半径不小于50厘米。电磁导线也是在环岛绕行一周。
▲ 环岛示意图
6、三岔路口： 在赛道上存在两个三岔路口，路口之间直线距离小于三米。三岔路口的三条进出口之间的夹角为120°。
▲ 三岔路口示意图
▲ 三叉路口示意图
比赛中，车模将会沿着赛道运行两周，每次途径三岔路口时，分别选择其中一条路径驶过，车模将会在三岔路口两进两出。除了三岔路口之间的赛道外，赛道的其它路径车模将会行驶两遍，在一定程度上增加了赛道的利用率。
2 .比赛场地
（1）赛道地面赛道场地地面平整。如果地面是平滑的水泥、水磨石、大理石地面则可以直接安装。
地面颜色要求：与白色赛道有一定的色差，颜色可以根据现场底板的情况确定。一般情况下会采用蓝色的广告布铺设赛道背景颜色。具体比赛现场的赛道背景颜色将会在正式比赛前一个月进行正式公布。
电磁越野、单车拉力组别在室外比赛，一般选择在宽阔的操场，篮球场，或者马路上进行，对于地面没有特殊的要求。
（2）赛道环境赛道竞速组、节能信标组一般会安排在室内场地，在比赛对于光线没有限制。室外比赛过程中，如果遇到严重恶劣天气（大雨、大风、冰雹、酷暑等）会暂停比赛，或者转移到封闭、半封闭的室内比赛。对于轻微下雨天气，比赛会继续进行。
（3）赛场围挡室内比赛场地四周铺设围挡。围挡距离赛道大于50厘米。围挡高度不小于30厘米。围挡的材质可以使用长方体泡沫塑料块，也可以使用宣传布。
➤3 .裁判系统
比赛所使用的计时裁判系统将会实时自动测量车模运行时间、判定车模出界。
（1）车模计时磁标比赛采用磁场感应方式记录车模通过赛道起跑线的时刻，或者检测车模是否运行在信标周围22.5cm范围内。感应线圈布置在赛道下面以及信标周围，对于运行车模干扰小，同时车模也不容易冲撞计时系统。如下图所示：
▲ 基于电磁感应的计时系统
为了能够触发计时系统，需要在车模底盘安装一块永磁铁作为标签。永磁铁距离地面高度在2cm以内。由于该磁标体积很小，所以提高了车模检测位置的精确度。具体按照方式如下图所示：
▲ 车模上安装的永磁计时磁标
计时磁标可以永久粘在车模的底盘上，也可以在比赛前临时固定在车模的底盘或者电机上。具体磁标固定的位置并不要求精确，计时的过程是检测该磁标前后通过磁感应线圈的时间间隔。
车模上的永磁标记由参赛车模自行准备，在比赛之前固定在车模上即可。
根据不同的比赛场景，比赛系统也可能会采用光电计时或者手工计时，届时车模就无需进行任何的改动，或者安装计时磁标。
（2）计时系统比赛计时系统、信标控制系统由竞赛组委会在现场统一安置。
参赛选手在平时训练的时候，可以自行设计制作简化的比赛系统辅助进行调试车模。也可以参照竞赛组委会提供 《第十六届智能车竞赛比赛系统说明》 来进行设计制作。
本节将就各个组别所能够使用的车模、传感器以及比赛所需要完成的任务指标进行介绍。
➤1 .基础四轮组
（1）车模车模可以使用竞赛指定B型车模中，车模运行方向不限。
车模作品制作完毕后，车模宽度不超过25厘米，高度不超过20厘米，长度没有限制。如果安装摄像头传感器，摄像头镜片中心的高度距离地面不超过10厘米。
（2）微控制器与传感器车模微控制器使用Infineon系列单片机。
允许使用各类电磁、红外光电、摄像头、激光、超声传感器器件进行赛道和环境检测。
（3）比赛赛道与任务比赛是在PVC赛道上进行，赛道采用黑色边线和电磁进行导引。
选手制作的车模完成从车库出发沿着赛道运行两周，然后在返回车库。车模需要分别通过三岔路口两条岔路。
比赛时间从车模驶出车库到重新回到车库为止。如果车模没有能够停止在车库内停车区内，比赛时间加罚五秒钟。
2 .全向行进组
（1）车模车模使用H车模。
车模作品制作完毕后，车模长宽不超过30厘米，高度不超过30厘米。
（2）微控制器与传感器车模微控制器使用WCH系列单片机。
允许使用各类电磁、红外光电、摄像头、激光、超声传感器器件进行赛道和环境检测。
（3）比赛赛道与任务比赛是在PVC赛道上进行，赛道采用黑色边线和电磁进行导引。
选手制作的车模完成从车库触发沿着赛道运行两周，然后在返回车库。车模需要分别通过三岔路口两条岔路。车模每经过三岔路口时，需要改变一次行进方向，即在车模前后行进和左右行进两种模式下切换。
比赛时间从车模驶出车库到重新回到车库为止。如果车模没有能够停止在车库内停车区内，比赛时间加罚五秒钟。
3 .双车接力组
（1）车模两个车模分别使用三轮车模（F车模）和两轮车模（D,E）
车模作品制作完毕后，车模宽度不超过25厘米，高度不超过20厘米，长度小于30厘米。
（2）微控制器与传感器微控制器使用MindMotion单片机。
允许使用各类电磁、红外光电、摄像头、激光传感器、超声传感器器件进行赛道和环境检测。
（3）比赛赛道与任务一辆车模在三岔路口一条岔道中间停止。一辆车模从车库出发，到达中间车模位置时，将车上的一个尺寸不小于40毫米见方的球体传递给第二辆车模，然后停止在原地等待。
第二辆车模带着球体重新绕赛道一周停在三岔路口的另外一条岔道上，只要距离三岔路口一米距离以上之后。第一辆车模便可以重新启动返回到车库。
在两车接力过程中，直立车模允许暂时倒地。比赛计时以第一辆车驶出车库开始计时，直到第一辆车重新回到车库停止计时。如果第一辆车没有最终反馈车库，计时加罚五秒钟。
传递的球体可以使用用标准的乒乓球，或者高尔夫球。也可以另外自制其他材质的球体，只要其直径不小于40毫米即可。
▲ 双车接力传递物品示意图
➤4 .节能信标组
（1）车模车模允许使用任何比赛中的车模，也可以自行设计制作车模。车模作品尺寸不限。
车模上不允许使用任何电池，车模需要通过无线接收线圈获取信标发送的无线电能。
信标灯为扁平状，车模可以行驶到信标上面接受无线电能。
（2）微控制器与传感器车模微控制器使用Infineon系列单片机。
允许使用电感、RF天线、红外光电、摄像头传感器、激光传感器等。
（3）比赛场地与任务信标在点亮后同时会发送高频无线功率信号（200kHz）和红色、红外灯光用于导引车模前往。发送的高频无线功率信号也可以通过电磁共振耦合为节能车模提供大约100W充电功率。
比赛时，车模从第一个信标开始接受电能，自行启动去往下一个信标。当车模运行到信标上之后，信标的灯便切换到下一个信标，但本地的信标依然发送无线电能，直到车模离开本地的信标灯，本地信标停止发送无线电能，下一个信标灯开始发送无线信号。
信标对抗组别中的磁标最多允许安装四个。磁标距离车模底盘或者车轮直线距离不超过5厘米，距离地面高度不超过2厘米。
5 .电磁越野组
（1）车模车模可以使用竞赛指定车模L越野车模，车模运行方向仅限于前行。
车模制作完毕后，车模作品长度不超过40厘米，宽度不超过40厘米。禁止修改车模后轮机械结构使其能够转向。
（2）微控制器与传感器车模微控制器允许使用Infineon公司的单片机。
允许使用各类电磁、红外光电、超声传感器器件进行赛道和环境检测。不允许任何摄像头传感器、激光传感器等。
（3）比赛赛道与任务比赛没有赛道，只有电磁线。但赛道元素包括有直道、弯道、坡道、十字路口。
选手制作的车模完成赛道运行一周。比赛时间从车模冲过起跑线到重新回到起跑线为止。如果车模没有能够停止在起跑线后三米的赛道停车区内，比赛时间加罚一秒钟。
室外电磁组原则上选择室外的马路、草坪、体育场组织比赛，场地内可能会存在高度不大于2厘米的硬质路坎、沙坑、深度不超过2厘米的水坑等。
为了避免暑期比赛天气炎热，比赛时间可以选择在傍晚有灯光的场地内完成比赛。遇到恶劣天气，竞赛组委会将比赛场地移至带有顶棚的场地、室内进行。根据实际情况，减少比赛场地面积、比赛元素来适应实际比赛场地。在室内比赛中，可能会通过增加塑料人工草皮、铺设沙土来增加比赛赛道的多样性。
➤6 .单车拉力组
（1）车模车模使用K型车模。车模作品尺寸不限。车模上不允许安装额外用于保持车模平衡的惯量轮。
（2）微控制器与传感器车模微控制器使用STC系列单片机。
允许使用电感、红外光电、摄像头传感器、激光传感器等。
（3）比赛赛道与任务比赛没有赛道，只有电磁线。但赛道元素包括有直道、弯道、坡道、十字路口。赛道一般铺设在路面相对平整的室外运动场内，路面不会有颠簸路面和沙石路段。
比赛分为两个阶段：
- 预赛阶段： 单车沿着赛道运行一周，按照比赛时间进行排名。
- 决赛阶段： 决赛阶段采用两辆车对抗比赛模式。对抗的两辆车模同时在赛道相对两点同时发车，比赛最终坚持运行在赛道获胜，或者最先跑完规定圈数获胜。
参赛队员在发车区一米范围内辅助单车启动。
▲ 单车辅助发车过程
➤7 .专科基础组
（1）车模车模使用c型车模，也可以自行设计制作车模。车模作品尺寸不限。
（2）微控制器与传感器车模微控制器使用STC系列单片机。
允许使用各类电磁、红外光电、激光、超声传感器器件进行赛道和环境检测。但不允许使用摄像头（包括线阵、面阵CCD）。
（3）比赛赛道与任务比赛是在PVC赛道上进行，赛道采用黑色边线和电磁进行导引。
选手制作的车模完成从车库触发沿着赛道运行两周，然后在返回车库。车模需要分别通过三岔路口两条岔路。
比赛时间从车模驶出车库到重新回到车库为止。如果车模没有能够停止在车库内停车区内，比赛时间加罚五秒钟。
➤8 .智能视觉组
（1）车模车模使用C型车模。车模作品尺寸不限。
（2）微控制器与传感器车模中微控制器使用NXP系列单片机，推荐使用i.MX RT系列的任意一款单片机。
允许使用摄像头、电感、红外光电、激光传感器等。
（3）比赛赛道与任务比赛赛道使用室内PVC塑料底盘材料赛道。赛道具有边界黑色引导线和中心电磁引导线。赛道元素包括在3.1.6中所描述的所有赛道元素。
竞赛车模从车库出发沿着赛道运行两周，然后返回车模。车模需要分别通过三岔路口两条岔路。比赛时间从车模驶出车库都快重新回到车库为止。
在车模行进过程中，需要完成以下两种任务：
（1）选择三岔路口在三岔路口中心前方放置一个靶标牌，上面有0 ~ 9单个数字。在车模出发后，由现场裁判员随机确定靶标牌上的数字。车模行进到三岔路口时，需要根据数字的奇偶特性判断左边路口还是右边路口。
■ 偶数：（0,2,4,6,8） 选择左侧路口；
■ 奇数：（1,3,5,7,9） 选择右侧路口；
三岔路口前的数字靶标牌
当车模离开三岔路口之后，再由裁判员将数字撤离，或者覆盖掉。
用于三岔路口指明选择路口方向的数字，采用黑色宋体，加粗。数字打印在白色打印纸上，数字的高度为10厘米±1厘米。
▲ 数字字体和尺寸
（2）路边目标识别与定位在赛道某一区域（直线或者弯道）中心放置AprilTag 25h9 二维码图片。根据二维码对应数字，分别在赛道左侧，或者右侧，二维码前后50厘米范围内放置靶标牌。
■ 偶数： 以AprilTag指向的左侧放置靶标牌；
■ 奇数： 以AprilTag指向的右侧放置靶标牌；
靶标牌距离赛道边缘10 ~ 15厘米。下图显示了赛道上的AprilTag以及目标靶的位置。
▲ 赛道上的AprilTag和路边 的目标靶位
靶标上张贴有两类物品的图案：动物图案和水果图案。每类图案又分别有五种子类别：
■ 动物类： 包括狗、猫、马、猪、牛等，动物图案包含有动物全身照片；
■ 水果类：包括苹果、橘子、葡萄、香蕉、榴莲等；水果图案包括有水果整体照片；
▲ 靶标牌上的动物和水果图案
◎ 关心动物：
如果路边目标牌上的图案属于动物类，则车模需要在二维码所在的区域（前后50厘米）内不少于3秒钟，方能驶出车模停止区域。
在AprilTag标志前后50厘米处会设置车模位置光电检测器，检测车模车轮是否通过该位置。以车模的车轮是否全部位于停车区域来判定车模是否位于停车区域。停车三秒是以车模后轮进入停车区域开始，到车模前轮驶出停车区域为止进行计算。
◎ 摘取水果：
如果路边目标牌上的图案属于水果类，则车模需要使用车载小型激光发射器对准靶点中心发送一束激光，激发目标靶响应。
靶心检测激光束的范围是直径为5厘米的圆形区域。激光点落在靶心便可以触发目标靶位的响应。目标靶响应是供裁判员可以觉察的LED灯、声音等形式给出。
在比赛中，对于没有按照要求车模完成相应的任务，每一次失误都将会在最终比赛时间加罚15秒钟。比赛过程中，车模应该自主完成所有的任务，不允许接收场外发送的任何信息。
4.目标牌和AprilTag（1）目标牌目标牌中中心距离地面15厘米，其中图案的有效占据面积大小为10×10厘米，目标牌中检测激光点区域在靶标中心直径为5厘米的区域。
▲ 目标牌的几何尺寸
如果射击水果的激光束信号落在目标靶心直径5厘米范围外，则判断此次任务没有未完成。
关于对车载激光器发射相关参数（激光频率、发射光功率、调制频率，光斑形状）等将会连同目标靶参照制作方案另外发布。
（2）AprilTag赛道上的AprilTag使用的是 25h9系列。使用黑白激光打印机打印在白色打印纸上，尺寸为15×15厘米左右。
▲ AprilTag尺寸
五、比赛组织
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发表于 2020-12-24 10:37:28
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