第十三届全国大学生智能车竞赛 信标比赛系统说明 一、 前言 在第十三届智能车竞赛信标对抗组中，参赛队伍可以选用 B,C,D,E,F 任何车模，使用光 电、摄像头、超声波传感器对比赛场地内的信标进行定位。比赛场地内铺设单一颜色的广告 布或者地毯，四周有宽度 5 厘米的黄色胶带围成边界。比赛区域内随机安放 5 至 10 个左右 的信标。 比赛过程分为排位预赛和对抗决赛两个阶段。在排位赛中，每个队伍单独入场，完成规 定数量的信标追逐，按照比赛时间进行排位。 决赛阶段，选取预赛排名前若干队伍进行决赛。决赛每次入场两支队伍，在不同发车区 同时出发，以灭灯个数多少区分胜负。胜出者晋级下一轮比赛。晋级采用三轮两胜制。下面 以 8 支队伍为例，说明晋级 4 强的比赛过程。 图 1 三轮两胜晋级制 在对抗比赛过程中，针对不同情况进行判定晋级队伍： 1. 两个车模完成比赛，熄灭了全部信标灯：灭灯数量多的队伍晋级； 2. 两个车模出现故障，没有熄灭全部信标灯：则按此时灭灯数量多的队伍晋级；如果 灭灯数量相同，或者两支队伍均未熄灭任何信标灯，则按照预赛成绩排名靠前的队 伍晋级； 3. 比赛中，如果信标系统出现故障，如果此时熄灭灯的个数超过亮灯次数一半时，则 按照上述情况 2 的方式决定晋级队伍。如果熄灭灯的个数少于总亮灯次数一半时， 则在修复比赛系统之后，重新开始比赛。 本文后面将对比赛所使用的信标系统的规格进行说明，以方便参赛队伍按照说明的规格 制作比赛系统进行练习。 

二、系统构成 信标系统布置在双车对抗组场地内，为车模运行提供导航信号。信标系统主要包括有： 1. 信标灯：它可以发送红色、红外以及超声波导航信号； 2. 感应线圈：铺设在信标灯周围，直径 45 厘米。当车模上的磁标经过线圈时，线圈 可以产生感应脉冲信号。信标接收并放大脉冲信号后发送给控制盒。 3. 连线：连线将场内的信标串联在一起。按照串联顺序，信标灯自动具有位置编号， 从 1 至 N，N 是场内信标的个数。连线具有四根导线，包括电源线、地线、两个通 信线。 4. 控制盒：通过连线控制信标灯的状态，并对比赛进行计时。它具有电源接口以及与 计算机 USB 通信接口。 图 2 信标系统的构成 三、信标规格 1、信标灯尺寸 信标灯机械部分由三部分组成：白色圆柱形灯罩、金属底座、固定底盘。 圆柱形灯罩为白色塑料，可以漫散射灯罩中的红色和红外光线。金属底座固定在底盘上、 支持灯罩。比赛场地内的蓝色背景布铺设在底盘上面，底盘的厚度在 3 至 5 毫米之间。 信标的尺寸如下图所示： 图 3 场内信标尺寸 信标宽度（d）：90~95mm。 信标高度（h）：114mm。 底座高度（b）：30mm。 

超声波高度（s）：90mm。 线圈直接（w）：450mm。 信标声光信号 信号灯在点亮后会同时发送 10Hz 的红外，红色以及超声信号。信号的波形如下图所示： 100ms 灭 亮 灭 亮 红光 10Hz 红外 40kHz 超声波 40kHz 0.75ms 图 4 信标信号 红色和红外光是由灯罩内发光盘上的 LED 发送的。发光盘结构如下图所示。 外圈红色 LED，24 个，波长 620-625nm，最大功率 0.5W，最大电流 120mA ，封装 5730，双芯； 内圈红外 LED，12 个。红外 LED 台湾产 型号 5050IRC-85L，峰值波长 850nm 最 大功率 0.9W，最大电流 60-240mA（单芯 20-80mA） 封装 5050SMD 三芯； 图 5 红外和红光发光盘 LED（红色和红外）工作总平均电流为 1100mA，红外和红色工作平均电流大体相当。 超声波信号是由固定在灯罩四周六个超声波发射头发射的。超声波发射头直径为 16mm， 超声波频率 40kHz,驱动信号峰峰值 24V。超声波脉冲群时间宽度为 0.75ms(30 个超声波脉 冲)。 

四、比赛说明 1. 车模磁标 信标组车模上的磁标触发信标线圈。车模上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。如下图所示。 1 ≤5cm 磁标 2 ≤5cm 4 ≤5cm ≤5cm 3 图 6 信标组磁标可以使安装四个，距离车模底盘或者车轮不超过超 5 厘米 为了使磁标触发信标检测线圈或者起跑线线圈可靠，要求车模上的磁标通过线圈法向速 度不小于 20 厘米/秒。 2. 车模机械保护 信标组车模可以在车模前面安装保护装置，保护装置需要满足以下要求： 1. 保护装置的最前端距离前轮中心线不超过 10 厘米； 2. 保护装置左右宽度不超过前轮的宽度； 3. 保护装置不应该具有对对方车模或者信标会造成损坏的功能。 3．场地规格 比赛现场布置需要按照竞赛规则中的说明进行布置。其中主要参数如下： 1. 场地尺寸：宽：5 米； 长：7 米。 2. 场地边线：黄色胶带；宽度 5 厘米； 3. 发车区：边长 50 厘米；使用宽度 2.5 厘米的黑色胶带标志。发车区的位置可以在比 赛场地边上任何地方。 比赛地面使用蓝色的广告布铺设，在黄色边界线外留足 50 厘米的空地，也铺设蓝色广 告布。 

比赛场地边线宽度 5cm 2.5cm 发车区线宽 50cm 50cm 发车区边长 长方形比赛场地 500cm 700cm 图 7 比赛场地示意图 第十三届全国大学生智能汽车竞赛 竞赛秘书处 2018-1-30