第十八屆智能汽車競賽智能視覺組比賽流程及裁判員參考手冊
0、前言
??關(guān)于“ 第十八屆全國大學(xué)生智能汽車競賽競速比賽規(guī)則[1] ”、“ 智能視覺組比賽細(xì)則[2] ”以及“ 智能視覺組比賽細(xì)則補(bǔ)充規(guī)定[3] ”請通過競賽官網(wǎng)獲取，官網(wǎng)網(wǎng)址：http://www.smartcarrace.com/
??參賽選手和裁判員需要仔細(xì)閱讀以上三篇規(guī)則文檔。
??智能視覺組相比于其他競速組在比賽流程和裁判員判罰上有著更多的細(xì)節(jié)和不同的判罰標(biāo)準(zhǔn)，本文結(jié)合賽題細(xì)則要求和近期收到的同學(xué)們的疑問和建議進(jìn)行編寫，供參賽同學(xué)和智能視覺組裁判員、場地布置志愿者使用。
一、場地準(zhǔn)備
場地大小：7m×5m，7m為X軸，5m為Y軸，場地邊緣需要使用5cm左右的醒目黃色封箱膠或者黃色布基膠帶在場地外邊緣粘貼，標(biāo)示出邊界。
場地背景：場地背景為藍(lán)色，采用普通藍(lán)色廣告布鋪設(shè)。
坐標(biāo)標(biāo)識：場地內(nèi)需要標(biāo)識坐標(biāo)，方便裁判放置圖片目標(biāo)板，標(biāo)識方法請參考“智能視覺組比賽細(xì)則”中的標(biāo)識方法。
車庫大小：寬45cm，長100cm，車庫位于X軸起點(diǎn)處，如下圖1.1所示。
發(fā)車規(guī)定：如果參賽隊伍只制作有一輛車，則要求小車從車庫出發(fā)，完成任務(wù)后回到車庫；如果參賽隊伍制作了兩輛車，則只要求主車模從車庫出發(fā)，協(xié)同搬運(yùn)車可以跟隨主車模從車庫出發(fā)（兩車出庫時間差不超過20秒），也可以從其他任何場外的位置出發(fā)，并且只要求主車?；氐杰噹欤枰獌绍囃瓿勺R別搬運(yùn)任務(wù)之后主車才能回車庫。裁判員需要注意，如果主車在協(xié)同搬運(yùn)車完成搬運(yùn)任務(wù)，完全離開場地越過黃色邊界線之前進(jìn)入車庫，本次比賽成績是無效的，此處規(guī)則的放寬是為了降低難度，防止兩車相撞導(dǎo)致入庫失敗。
▲ 圖2.1 場地示意圖
二、語音識別相關(guān)設(shè)備準(zhǔn)備
??根據(jù)《 第十八屆全國大學(xué)生智能汽車競賽 智能視覺組比賽細(xì)則補(bǔ)充規(guī)定[2] 》，選手可以使用語音提示的方式控制車模尋找圖片目標(biāo)板，因此需要在現(xiàn)場搭建相應(yīng)的設(shè)備，并調(diào)試好好相應(yīng)的圖像顯示軟件。
2.1 所需設(shè)備：
一臺筆記本電腦（可聯(lián)網(wǎng)，自帶麥克風(fēng)，承辦學(xué)校準(zhǔn)備）
一個外接攝像頭+攝像頭支架（逐飛提供）
wifi轉(zhuǎn)串口模塊6套（逐飛提供）
兩個USB轉(zhuǎn)TTL模塊（逐飛提供）
一根4pin的杜邦線（逐飛提供）
2.2 必需軟件：
WIFI轉(zhuǎn)串口模塊配置自動連接TCP服務(wù)端工具1.1.exe（逐飛提供，用于配置wifi轉(zhuǎn)串口模塊）
seekfree_audio_wifi_send.exe（逐飛提供，用于發(fā)送語音指令）
2.3 語音識別布置步驟：（需先將比賽場地布置完成）
將外接攝像頭安裝到場地外，要求攝像頭視角可以看到整個場地，攝像頭安裝的位置不能放在搬運(yùn)的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，不能干擾小車行進(jìn)路線。
筆記本電腦放置在場地外，要求選手面對筆記本電腦時背對場地。
攝像頭拍攝的畫面顯示到筆記本電腦上，要求畫面中無法看清場地內(nèi)圖片目標(biāo)板的內(nèi)容，只能看到圖片和小車的相對位置，供選手通過語音遙控小車尋找目標(biāo)，建議將攝像頭的分辨率設(shè)置為360P或480P。
筆記本電腦開啟熱點(diǎn)，根據(jù)下面的wifi轉(zhuǎn)串口配置步驟將每個wifi轉(zhuǎn)串口連接到當(dāng)前電腦的熱點(diǎn)。
2.4 wifi轉(zhuǎn)串口配置步驟：
使用USB轉(zhuǎn)TTL模塊正確連接WiFi串口模塊，并將USB轉(zhuǎn)TTL模塊插到電腦
▲ 圖3.1 USB轉(zhuǎn)TTL模塊與 WiFi 串口模塊鏈接示意圖
打開提供的WIFI轉(zhuǎn)串口模塊配置自動連接TCP服務(wù)端工具1.1.exe軟件
選擇USB轉(zhuǎn)TTL的COM口，填寫電腦熱點(diǎn)的wifi名稱，密碼和wifi的ip地址，端口號和波特率默認(rèn)即可，正確填寫參數(shù)后點(diǎn)擊“配置WiFi模塊”按鈕。
提示配置成功之后，模塊重新上電會自動連接WiFi以及服務(wù)器，如需恢復(fù)初始配置，請按住模塊的reload按鍵上電并持續(xù)按下20秒左右，完成操作后重新上電模塊即可。
依次完成所有wifi轉(zhuǎn)串口模塊的配置。
??這里需要注意，如果有兩個場地同時比賽，則兩個場地的WiFi名稱需要設(shè)置為不一樣。
三、用于雙車通信的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊準(zhǔn)備
3.1 配對模塊
??如果參賽隊伍制作了兩輛小車（主車+協(xié)同搬運(yùn)車），需要使用比賽現(xiàn)場提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊通信，逐飛會向每個賽區(qū)會提供6套數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊套件，每一套包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊加CH9141藍(lán)牙模塊排針端。如下圖所示：
▲ 圖4.1 用于雙車通行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊套件
??模塊套件已經(jīng)配置完成，并在兩個模塊上貼好了對應(yīng)的標(biāo)簽，可以直接使用。如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽掉了導(dǎo)致模塊混淆，可以按照以下步驟進(jìn)行重新配對。
3.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊配對步驟：
按下轉(zhuǎn)發(fā)模塊的開機(jī)按鈕，會看到藍(lán)燈閃爍，這時等待藍(lán)燈熄滅。
在資料中打開轉(zhuǎn)發(fā)模塊配對上位機(jī)。
點(diǎn)擊主機(jī)端口的下拉框，記住已有的端口。
將對應(yīng)的5V、GND相連接，9141藍(lán)牙模塊的RX引腳連接USB轉(zhuǎn)TTL的TX引腳，9141藍(lán)牙模塊的TX引腳連接USB轉(zhuǎn)TTL的RX引腳。
▲ 圖4.2 9141藍(lán)牙模塊 與USB轉(zhuǎn)TTL模塊連接示意圖
將CH9141 排針端通過USB轉(zhuǎn)TTL插到電腦上，選擇在軟件中新彈出的端口號
▲ 圖4.3 9141藍(lán)牙模塊 與USB轉(zhuǎn)TTL模塊連接示意圖
長按轉(zhuǎn)發(fā)模塊上的CMD按鍵，直到藍(lán)燈閃爍
上位機(jī)中點(diǎn)擊掃描
掃描完成后會在從機(jī)列表中看到搜索到的從機(jī)
點(diǎn)擊配對，提示配對成功
隨后拔插CH9141的USB端便會自動連接。連接成功后STA指示燈會常亮。
四、比賽圖片及坐標(biāo)方案
4.1 比賽圖片
??本次各分賽區(qū)比賽采用的圖片均從公布的數(shù)據(jù)集中選取，各賽區(qū)圖片不完全相同，每個賽區(qū)共42張，其中有框圖片28張，無框圖片14張，預(yù)賽每次比賽選用18張（有框12張，無框6張），決賽每次比賽選用24張（有框16張，無框8張）。
4.2 坐標(biāo)方案
??用于小車識別的目標(biāo)位置A4坐標(biāo)紙：
??有框圖片放置的坐標(biāo)點(diǎn)打印在5m×7m的等比例框內(nèi)。打印了坐標(biāo)點(diǎn)的A4紙允許用一張不大于A4紙的純色硬紙板或硬紙盒撐起，避免A4紙彎曲帶來的識別困難。用于選手識別的目標(biāo)位置坐標(biāo)紙只有方框和點(diǎn)位，無其他內(nèi)容，比賽時選手用這張紙給小車識別圖片擺放的坐標(biāo)（加粗的一邊為下方X軸，用于提示選手紙張的放置方向），如下圖所示：
▲ 圖5.1 用于識別的目標(biāo)位置坐標(biāo)點(diǎn)示意圖
??用于裁判擺放圖片的目標(biāo)位置A4坐標(biāo)紙：
??裁判根據(jù)擺放圖片目標(biāo)板示意圖擺放圖片，裁判拿到的示意圖包含坐標(biāo)軸和無框圖片的放置坐標(biāo)點(diǎn)，無框圖片的放置位置用方形綠塊表示，如下圖所示：
▲ 圖5.2 用于裁判擺放圖片的目標(biāo)位置A4坐標(biāo)紙示意圖
??圖中的方塊坐標(biāo)點(diǎn)為無框的圖片放置區(qū)域的中心坐標(biāo)點(diǎn)。紅色虛線框出的方塊區(qū)域的位置是以綠色方塊為中心的3*3網(wǎng)格，在此范圍內(nèi)，無框圖片可以由裁判隨機(jī)放置在該區(qū)域內(nèi)的9個任意坐標(biāo)點(diǎn)位置上，并且無框圖片的的內(nèi)容也由裁判隨機(jī)選取。
??組委會會給每個賽區(qū)會提供16套目標(biāo)位置坐標(biāo)紙方案，預(yù)賽8套，決賽8套，每一套包括用于車模識別的和用于裁判擺放的兩種坐標(biāo)紙，每一套可以打印多份，避免在使用過程紙張出現(xiàn)了損壞或折舊，比賽進(jìn)行一定進(jìn)程后可以更換一套全新的給參賽選手和裁判員使用。
五、比賽流程
??由于智能視覺組的比賽過程需要每次都重新布置目標(biāo)板，所以需要較長的比賽時間，所以智能視覺組的比賽時間建議為30分鐘。
計時人員打開逐飛科技裁判系統(tǒng)軟件，輸入比賽時間1800，選擇計時器模式為智能視覺組，點(diǎn)擊確定。
計時人員點(diǎn)擊連接計時器，選擇智能視覺組的表格，確定本場地智能視覺組比賽類別。（具體使用方法參見逐飛科技裁判系統(tǒng)說明書）
主裁判允許選手入場，如需要使用語音，就需要在預(yù)留的接口處安裝好串口WiFi模塊，并調(diào)試好攝像頭電腦畫面；如果當(dāng)前隊伍制作了雙車，就需要在主車預(yù)留接口處安裝連接數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，在協(xié)同搬運(yùn)車上的預(yù)留接口處安裝連接9141藍(lán)牙模塊；如果既要使用語音，又制作了雙車，就需要按上述要求都安裝插接并調(diào)試好；如果都不需要，則可以不安裝相關(guān)模塊。然后將小車放置到車庫發(fā)車區(qū)內(nèi)。
選手模塊安裝完成后，主裁判通知計時人員手動選擇當(dāng)前比賽隊伍，由參賽選手確認(rèn)隊伍信息，選手確認(rèn)無誤后，按下確認(rèn)按鍵，比賽30分鐘倒計時開始。
主裁判將8張目標(biāo)位置A4坐標(biāo)紙隨機(jī)打亂后，背面向上放置在桌面上，選手告知主裁判選擇第幾張，主裁判從中抽取對應(yīng)坐標(biāo)紙，用于本次發(fā)出前的識別。
裁判員按照選手抽取到的目標(biāo)位置A4坐標(biāo)紙對應(yīng)的擺放目標(biāo)板示意圖進(jìn)行圖片的放置。擺放的圖片在給定的總圖片庫中抽取，有框圖片需按示意圖上的指定坐標(biāo)和內(nèi)容擺放，無框圖片從無框圖片庫中隨機(jī)抽取無框圖片，放置到指定的3*3區(qū)域內(nèi)的任意一格即可。
圖片擺放好后，選手準(zhǔn)備好之后按下計時器的開始按鍵，當(dāng)次比賽計時開始，隨即裁判將用于小車識別的目標(biāo)位置A4坐標(biāo)紙交給選手用作識別發(fā)車，識別完成后，小車自動發(fā)出或者允許再按一次按鍵后小車發(fā)出。（如果有兩輛車，發(fā)車方式遵循第一章的“發(fā)車規(guī)定”即可，比賽過程中，雙車允許接觸、碰撞）
等待小車完成比賽，如果當(dāng)前隊伍需要使用語音遙控，則在比賽過程中，自行安排好隊員在比賽開始前到語音遙控的筆記本電腦前做好準(zhǔn)備，以便于在比賽過程中進(jìn)行發(fā)送語音指令等操作。
小車完成圖片識別和搬運(yùn)后，主車需回到車庫，如果有兩輛車，則遵循第一章的“發(fā)車規(guī)定”。要求小車從車庫正上方進(jìn)出車庫，不能從車庫側(cè)面進(jìn)入或離開車庫，小車回到車庫后計時停止，主裁判告知計時人員成績是否有效，是否需要加罰，若要加罰，加罰多少，比賽成績?yōu)橛嫊r器時間+加罰時間，核實(shí)成績前由邊裁判員再次確認(rèn)搬運(yùn)是否正確并告知主裁判搬運(yùn)是否需要加罰，加罰多少。本次最終成績由主裁判告知計時人員，計時人員進(jìn)行相應(yīng)加罰和保存成績操作。
??若小車因故障未能完成當(dāng)次比賽，或未能回到車庫讓計時器停止，則當(dāng)次比賽無效。如果30分鐘比賽時間未用完，或取得有效成績次數(shù)未達(dá)到3次，則重復(fù)5到9步驟繼續(xù)當(dāng)前比賽。
六、比賽罰時以及結(jié)果判定
車模需從車庫正上方出入，才能觸發(fā)計時器，不能從側(cè)面出入車庫，回到車庫后計時器停止計時，裁判先記錄此計時時間為當(dāng)前比賽用時，然后選手才能拿去小車進(jìn)行下一次準(zhǔn)備。若車模完成任務(wù)后從車庫上方回到車庫雖然讓時間停下了，但沖出車庫或有兩個及以上的車輪沖出車庫，均算作入庫失敗，加罰 15 秒。如果沒有回到車庫或從側(cè)面進(jìn)入車庫本次則本次比賽失敗。
不允許小車出車庫后只完成少量識別和搬運(yùn)就直接回到車庫的比賽方式，如果識別和搬運(yùn)的圖片小于1/3（預(yù)賽小于6張，決賽小于8張）則本次成績無效。允許完成識別和搬運(yùn)的圖片大于等于1/3圖片數(shù)量后主動回到車庫結(jié)束本次比賽，加罰時間按加罰標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
由裁判檢查每一類的圖片是否正確的搬運(yùn)到了對應(yīng)位置，如有圖片搬運(yùn)的位置錯誤，或者搬運(yùn)遺漏，則在計時器計時時間的基礎(chǔ)上進(jìn)行罰時。每一個搬運(yùn)錯誤或搜索遺漏均罰時30秒。
若比賽隊伍需要使用語音遙控，則裁判需要注意選手喊出的口令僅包含：前、后、左、右、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止、拾取 8 種，不允許喊出其他口令，否則當(dāng)次比賽成績無效；
比賽采用限時限次方式，當(dāng)前比賽隊伍取得3次有效成績或30分鐘時間消耗完的兩個條件滿足其一則當(dāng)前隊伍比賽結(jié)束，記錄其最好成績?yōu)楸荣愖罱K成績。
七、其他相關(guān)疑問的補(bǔ)充說明
按鍵次數(shù)：識別坐標(biāo)完成后可以按一次按鍵確認(rèn)坐標(biāo)，也可以全自動發(fā)車，識別完成后小車自動出發(fā)；
搬運(yùn)邊界：目標(biāo)板需要被放置到黃線外，壓線屬于搬運(yùn)失敗，搬運(yùn)到邊線交叉區(qū)域也算搬運(yùn)失??；
提前打開小車電源：允許，重要的是按下開始計時按鍵前，不允許小車傳感器看到坐標(biāo)紙即可，所以提前打開小車電源是允許的；
若比賽時間內(nèi)一次都未完賽的補(bǔ)賽規(guī)定：若比賽時間內(nèi)一次都未完賽，補(bǔ)賽階段可以減少目標(biāo)板數(shù)量進(jìn)行補(bǔ)賽（比如3張或6張）且不要求回到車庫，如能完成也可以進(jìn)行完賽認(rèn)定，最高獲得分賽區(qū)三等獎；
關(guān)于抽簽（抽比賽坐標(biāo)方案）：每次發(fā)車前都要重新抽簽，裁判員按抽到的坐標(biāo)紙重新擺放圖片內(nèi)容；
進(jìn)場隊員數(shù)量：因?yàn)樯婕暗秸Z音和雙車，視覺組統(tǒng)一規(guī)定允許3名隊員進(jìn)入場地；
關(guān)于數(shù)據(jù)通信：今年取消了向上位機(jī)傳送識別內(nèi)容的要求，涉及到通信的有：若制作了雙車，則雙車之間需采用要求的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊和9141藍(lán)牙模塊通信；若需要用到語音遙控時需要場外的筆記本電腦和WiFi模塊之間的通信；
關(guān)于坐標(biāo)紙識別：可以用一個純色的盒子或硬紙板把坐標(biāo)紙墊起來給小車識別，也可以用一個純色紙板蓋住坐標(biāo)圖紙，車打開電源放好后將紙板撤掉讓小車識別，還可以不給小車識別坐標(biāo)紙，直接全程用目標(biāo)檢查或者遍歷的方式去尋找和識別目標(biāo)；
關(guān)于擺放圖片時時間是否暫停：在30分鐘比賽時間內(nèi)，在取得3次有效成績之前，可以多次發(fā)車，每次發(fā)車前需要重新抽方案，需要裁判員重新擺放圖片，整個過程比賽時間不暫停；
搬運(yùn)要求：特別提醒，分賽區(qū)的預(yù)賽和決賽的搬運(yùn)要求不一樣，如下所示：
▲ 圖8.1 預(yù)賽階段搬運(yùn)要求
▲ 圖8.2 決賽搬運(yùn)要求
??主車輔助車都可以放分賽區(qū)決賽階段要求當(dāng)前比賽隊伍在三大類中現(xiàn)場隨機(jī)抽簽，被抽到的1個大類（糧食、水果、蔬菜其中之一）需要單獨(dú)放置在下圖所示的賽場左上角1米范圍內(nèi)（用深色膠帶標(biāo)識出1米范圍）。沒支隊伍只抽取一次大類.
關(guān)于是否允許下代碼：預(yù)賽階段允許調(diào)試和代碼下載，決賽階段不允許調(diào)試和代碼下載，僅可以使用小車自帶的人機(jī)交互修改參數(shù)等；
參考資料
[1]
第十八屆全國大學(xué)生智能汽車競賽競速比賽規(guī)則: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/127817742
[2]智能視覺組比賽細(xì)則: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128018981
[3]智能視覺組比賽細(xì)則補(bǔ)充規(guī)定: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/129390117
