第十四届全国大学生智能汽车竞赛创意组室外光电竞速创意比赛方案.pdf-资料库

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第十四届全国大学生智能汽车竞赛创意组室外光电竞速创意比赛方案 2018 年 12 月目录

1. 背景............................................................................................................................................. 3 1.1 赛事背景 .................................................................................................................................... 3 1.2 赛事目的 .................................................................................................................................... 3 1.3 赛事亮点 .................................................................................................................................... 4 2. 比赛器材 ..................................................................................................................................... 5 2.1 车模............................................................................................................................................ 5 2.2 参赛学生制作内容 .................................................................................................................... 7 3. 赛事内容 ..................................................................................................................................... 8 3.1 赛道............................................................................................................................................ 8 3.2 障碍物 ........................................................................................................................................ 9 3.3 比赛任务 .................................................................................................................................. 10 3.4 预赛比赛规则说明 .................................................................................................................. 10 3.5 决赛比赛规则说明 .................................................................................................................. 10 3.6 裁判系统 .................................................................................................................................. 11 4. 车模申请 ................................................................................................................................... 11

1. 背景 1.1 赛事背景 2017 年 7 月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，按照规划，我国人工智能的发展将分三步走，并最终实现在 2030 年使中国的人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平。《规划》中多次提及到了要重点发展汽车产业中的无人驾驶技术，并且要在智能交通建设和自主无人驾驶技术平台等方面实现突破，可见对无人驾驶技术的重视已经上升到了国家战略。无人驾驶技术作为人工智能领域的“前沿”阵地，涉及智能控制、信息通讯、传感技术信息技术、电子工程、控制理论、传感技术等多领域技术融合，对“跨学院、跨专业、跨学科”新时代下的新型复合人才培养提出了更好的要求。 1.2 赛事目的本赛项的设立能够场景化的复现基于无人驾驶的智能车在实际领域中的应用，尤其是在无人的环境中，实现定位导航、计算机视觉、雷达、人工智能、自动控制和电机控制等多种技术融合的场景。通过室外无人驾驶创意赛，期望达到以赛促教，进一步深化产学融合，拓宽高校人工智能及机器人相关专业的教学内容，提升高校人工智能及机器人科技创新能力和人才培养能力。全国大学生智能汽车竞赛，是高校中影响力最大、参与度最广的

大学生竞赛平台之一，设立室外无人驾驶创意赛，可以更好地培养大学生掌握机械电子、运动控制、传感器应用、机器学习、图像识别、 SLAM 地图构建、自主导航等人工智能领域先进技术，从而让大学生提前了解并掌握产业界最常用、最实用的先进技术。 1.3 赛事亮点（一）掌握 ROS 机器人操作系统，抢占人工智能制高点； ROS 机器人操作系统是目前世界上最流行的智能机器人及无人驾驶的核心技术，当前国内的高校开展的机器人学院及人工智能学院都将这一技术纳入了课程规范，但目前缺少完整的教学与实验体系，高校系列竞赛中也缺少这一技术的体现，推广无人驾驶创意赛不仅填补了 ROS 技能应用于大赛的空缺，也为高校开展相应课程提供了应用方向与实践方向。（二）赛项关联新兴的人工智能与机器人行业，以无人驾驶机器车为应用背景，就业面广、人才需求量大，符合国家新兴战略需求。无人驾驶是一个集定位导航、计算机视觉、雷达、人工智能、专家控制、自动控制和电机控制等多种技术于一体的综合系统，它集合了传感器技术、信息处理、电子信息技术、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，是目前科学技术发展最活跃的领域之一，随着人工智能和控制技术性能的不断完善，无人驾驶的应用范围越来越大，人才需求量也会越来越多。（三）竞赛内容对应相关职业岗位或岗位群、体现专业核心能力与核

心知识、涵盖丰富的专业知识与专业技能点。本赛项面向电子信息类、自动化类、计算机类、机电类，特别是电子信息工程、电子信息工程技术、计算机应用技术、自动化与智能控制、应用电子技术、智能机器人等相关专业。赛项内容所对应的职业岗位群为：机器人工程师、嵌入式工程师、ROS 系统工程师、导航算法工程师、感知算法工程师、数据融合工程师等相关岗位群。本赛项包含对机器人的智能控制技术、机器视觉技术、电子电路技术、机器人操作系统 ROS 应用、激光雷达及深度摄像机等新型传感器应用、SLAM、路径规划、自主导航等多项先进技术，提前让学生熟悉企业所用的技术，从而提升学生就业能力。并且比赛考核内容与相关课程的教学内容紧密结合，提高学生对移动机器人的设计、控制及应用能力。 2. 比赛器材 2.1 车模全国大学生智能汽车竞赛-无人驾驶挑战赛采用指定 G 车模，车模供应厂商为北京钢铁侠科技有限公司。编号 G 型车模车模外观竞赛组供应商室外无人驾驶挑战赛北京钢铁侠科技有限公司

车模配置如下：车模配置参数序号类型产品名称参数 1 底盘 ART-RC-01A 户外越野底盘,前后轮有差速器。车模底盘尺寸:560*350*230mm 2 电机 ART-M1-K2150 有感无刷电机 kv 值 2150 功率 2400W 最高转速 45000rpm 最高电压 19V 3 4 电调舵机 HW-10BL120 额定电流 120A 最大电流 760A 有感无刷电调电池节数 2-3S Lipo ART-SG995 工作频率: 1520μs / 330hz 金属齿轮舵机工作电压: DC4.8~6.0 V 电压：11.1V, 给 I3 处理器及路由器供电锂电 3S 5200mAH 容量：5200mAH, 5 电池持续放电倍率：45C 电压：7.4V, 给电机供电锂电 2S 5200mAH 容量：5200mAH, 6 充电器锂电池 B3 平衡充电器 7 路由器路由器持续放电倍率：45C 输入：100～240AC 输出电压：给 2S 或 3S 充电输出电流：1600mAH 无线传输速率：1200Mbps 供电电压：5V 主控：i3-7100U 内存：4G 8 处理器 ART-i3U7 硬盘：64G 处理器显示：HDMI 9 激光雷达镭神 LS01G 激光雷达供电电压：12V 系统：Ubuntu16.04 + ROS Kinetic 角度：360 度测量范围：8m 测量精度：1m 以内毫米级,1m 以上实际距离的 1% 测量频率：3600～4000HZ 扫描频率：3～11HZ 通讯端口：UART 角度分辨率：1 度

姿态角：测量范围(pitch/roll):±90/±180 度动态精度：0.5 度分辨率：0.1 度航向角：测量范围(yaw):±180 度动态精度：2（RMS）分辨率：0.1 度陀螺仪：测量范围(pitch/roll/yaw):±1000 度/s 零偏稳定性：50 度/h 非线性度：0.2%FS 10 IMU ART-IMU-02A 姿态传感器加速度计：三轴测量范围:±2g 零偏稳定性:5mg 非线性度:0.5%FS 磁力计：三轴测量范围:±12Guass 分辨率:0.003Guass 分线性度:0.1%FS 气压计：高度分辨率:1cm 测量范围:10~1200mbar 供电电压:4～10V 功率:≤400 输出速率:10～100HZ 2.2 参赛学生制作内容比赛所用的单片机控制系统、电源管理模块以及相关软件需自行设计搭建。单片机控制系统需采用 NXP 芯片。因为室外无人驾驶挑战赛技术门技术难度大、对硬件电路的设计要求门槛较高，大赛秘书处会统一提供驱动电路的技术原理图供参赛队员参考学习。竞赛过程中车模需要自主运行，禁止用人工遥控的方式进行比赛。本赛项重点考察参赛学生如下能力： 1、电子电路设计能力 2、程序设计能力 3、机器人操作系统（ROS）应用 4、SLAM 地图构建与自主导航技术 5、激光雷达、IMU 等机器人传感器技术应用能力

3. 赛事内容 3.1 赛道本次室外无人驾驶创意赛赛道搭建于承办院校操场中。赛道总长度在 50m~100m 之间，赛道宽度 w 在 2m~3m 之间，赛道是由横幅或其他材质围挡起来，围挡的赛道高度在 30cm~50cm。赛道由多处折弯，其中赛道α角的范围在 120°~160°，β角的范围在 90°~130°，具体如图 1 所示：图 1 赛道参考图示

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