一、赛事介绍
中小学无人机创客大赛,分为三个部分,小学A组(1-4年级)以操控无人机穿越障碍竞速为主题,重点考察参赛选手对于无人机操控与团队的配合能力,根据任务完成情况以及耗时决定比赛排名。小学B组(5-6年级)与中学组要通过程序控制和手动操作无人机进行搬运物的采集与投放,其飞行路径由选手自行设计。搬运不同区域的搬运物投放至投放区,最终以搬运物品的数量、完成的任务情况和所用时间判定胜负。主要考验学生对无人机程序的编写能力、路径规划和协作能力。
二、比赛组别
比赛分为小学A组(1-4年级)、小学B组(5-6年级)、中学组三组,每支参赛队伍最多由两名参赛队员和一名指导老师组成。每个参赛队员仅能参加一个组别的比赛,不得跨组多次参赛。
三、比赛器材
比赛所使用的所有器材均由参赛队伍自备,且需符合赛事要求。
(一)小学A组设备要求
在参赛前通过组委会检查及登记符合该项比赛要求的设备,整场赛事中每支参赛队伍可以登记并使用1台无人机和1台小车。参赛设备要求如下:
A.不限器材品牌,为保证参赛选手赛事公平性、安全性,参赛所用器材为积木搭建式无人机
B.兼容性小颗粒积木式机械组件,可变换机架组成多种机型
C.飞机轴距:≤120mm
D.搭建结构并可拆卸,且零件拆卸后不得少于40 个
E.质量:≤90g
F.电机:空心杯电机
G.飞控部分重量不超过10克,含电池重量不超过35克
H.配备有红外发射功能
I.安全防护:桨叶须有全保护罩、遥控器须设置通道解锁及失控保护
J.小车需要使用与无人机相同的飞控及动力套件
设备同时满足以上参数即可参赛
(二)小学B组与初中组设备要求
在参赛前通过组委会检查及登记的符合该项比赛要求的设备,整场赛事中每队参赛选手需准备1台PC电脑,自行安装编程软件以及清理电脑桌面(桌面仅可保留“我的电脑、回收站”等系统自带图标和编程软件图标)。登记并使用最多三台无人机(一台作为备用机),多块备用电池。参赛设备要求如下:
A.轴距:150±10mm
B.电机:1020 空心杯电机
C.机架:积木式搭建结构
D.续航:6—10 分钟
E.电池:锂电池、电压≥7.4V
设备同时满足以上参数即可参赛
四、安全重要性
安全是无人机创客大赛一等重要的事宜。参赛者在无人机调试、练习、参赛的任何时候均应将安全放在首位,并应与组委会充分合作,以确保比赛运行涉及的每个人(包括选手、观众和工作人员)及周围环境的安全。
A.禁止使用组委会规定参数以外的设备;
B.禁止使用不安全的电池;
C.禁止在比赛区以外任何地方、任何时间飞行。飞行产生的后果均与组委会无关,且取消比赛资格。
D.观众以及参赛选手需要距离比赛场地 1 米以上的距离。
五、小学A组规则(极速穿越障碍赛)
(一)比赛内容
“极速穿越障碍赛”以操控无人机穿越障碍竞速为主题,共需要1台无人机和1台小车,两位选手通过手动控制无人机和小车依次穿越对应障碍物,到达各自任务点为最终目标,在完成任务的过程中,需要相互配合,成功为彼此提供能力补给。重点考察参赛选手对于无人机操控与团队的配合能力,是无人机及诸多未来行业应用的基础性技能之一,在趣味开放的竞赛氛围中感受无人机科技之美,促进学生全面发展。
(二)比赛场地
图 1 极速穿越障碍赛-场地图
A.比赛场地:6m(长)*6m(宽)
B.起降点 X:直径 40cm
C.高圆环 x1:圆心高度约 140cm,直径 60cm,有红外识别装置
D.矮圆环 x1:圆心高度约 50cm,直径 60cm,有红外识别装置
E.拱门 x1:高度 50cm,有红外识别装置
F.刀旗 x2:高度约 120cm
G.横杆 x1:高度 80cm~120cm 之间,长度 50cm~120cm 之间,有红外识别装置
H.停车区 P:直径 40cm
I.能量站L、T:长宽高为 30cm*30cm*4cm,均安装有斜坡方便小车上下
J.裁判移动区域:200cm*200cm
(三)比赛流程
比赛总时长为6分钟,共有两次比赛机会,每次限时3分钟;
小车任务
小车从P点出发,绕过刀旗——穿越拱门——到达L点后进行能量补给——等待无人机到达T点为小车提供能量补给(灯光变为绿色)——选手手动调整小车方向——穿越横杆(小车和无人机同时通过横杆,可获得额外得分)——到达T点进行能量补给——等待无人机到达L点为小车提供能量补给(灯光变为绿色)——选手手动调整小车方向——S 型路线绕过刀旗——高圆环——到达X点,完成小车任务。
无人机任务
无人机从X点出发,穿越高圆环——360°(顺时针或逆时针)环绕刀旗——到达T点后约 50cm 高度悬停3秒,为小车提供能量(灯光变为绿色)——由上向下 360°环绕横杆(小车和无人机同时通过横杆,可获得额外得分)——L点约 50cm 高度悬停3秒,为小车提供能量(灯光变为绿色)——穿越拱门——360°(顺时针或逆时针)环绕刀旗——P点上空进行翻滚动作——穿越矮圆环——降落X点,完成无人机任务。
注意:无人机在通过带有红外识别装置的障碍物时,需要手动控制无人机发射红外线,将障碍物上的红色指示灯切换为绿灯后,方可通行。
(四)评分细则
A.通过完成任务数量计算分数,并最终通过分数判定比赛结果。比赛成绩将按照得分进行大排名,且前3名将成为冠亚季军;如果两队分数相同则用时短的队伍排名靠前。
B.2 次比赛机会,按最优成绩计算总分。
C.比赛开始后,3分钟内无人机未能完成任务,降落在起降点,即本轮比赛失败,已完成的得分将作为最终得分。
D.比赛开始后,无人机坠落无法复飞,即任务失败。
E.参赛选手以第三视角操控小车和无人机,需按照设定路线任务进行,依次穿过所有障碍物,完成任务到达终点即为完成比赛。
F.选手应完成所有任务,若飞行过程中发生漏穿障碍,在保证安全的前提下,可以再次尝试穿越障碍。
G.任务失败的选手,以完成度计算得分进行排名。
H.比赛成绩将按照得分进行排名且前3名将成为冠亚季军。
I.如果两队分数相同则用时短的队伍排名靠前。
总得分 = 小车得分 + 无人机得分 - 处罚
六、小学B组规则(疫苗分发搬运赛)
(一)比赛内容
“疫苗分发搬运赛”通过编写程序控制无人机自动采集、搬运、精准投放为目标,结合手动操控,考验参赛选手无人机程序编写的能力和基础操控以及双机协同为重点。
参赛选手需要通过编写的程序控制无人机,将采集区中的疫苗物资,搬运到对应区域(医院)中。手控选手操控飞机把使用后的疫苗废料搬运至集中区处理。在规定时间内,尽可能多地完成物资精准搬运投放的数量(最多 4 次)。最终通过完成任务获得的分数判定比赛结果。
(二)比赛场地
比赛场地:比赛总场地:4.5M(长)*3M(宽);
起降区:H1 为手控无人机起降区,H2 为程控无人机起降区;
采集区(A 区域):采集区(疫苗库)是物资采集的区域,分为A1-A9 九个子区域,其中 A2/A4/A6/A8 为绿色区域,其他区域为蓝色,每个任务子区域中配备 4 个物资(由选手自行置);
投放区(B 区域):物资(疫苗)分发投放区域 ;
回收区(C 区域): 最终的物资(疫苗废料)集中处理区;
物资:金属物,≤10g(由组委会统一提供);
位置标签:用作无人机辅助定位,采集区、H2 起降区、物资投放区均可使用,所有位置标签的方向(文字)应与地图文字方向一致。其中,B1、H2、A2、A4、A6、A8 放置“B”位置标签;B2、A1、A3、A5、A7、A9 放置“A”位置标签。
(三)比赛流程
“疫苗分发搬运赛”共分为两个赛段,第一赛段为现场编程调试阶段(30 分钟);第二赛段为无人机物流搬运阶段,该赛段由两台无人机协同完成,其中一台无人机需通过程序控制无人机一次起飞,进行 4 次疫苗分发任务(A1、A2、A3、A8),将疫苗物资运送投放至对应区域(采集区与投放区颜色对应)。同时另一台无人机需手控操作,把使用后的疫苗物资废料运送至集中处理区。(3 分钟)
第一赛段:现场编程调试
当裁判员宣布比赛开始后,选手便可打开电脑及编程软件进行编程(严禁使用导入功能)、调试(选手可根据需要向裁判提出到比赛地图上进行程序调试,每人每次调试时间为 3 分钟,裁判根据申请的先后顺序安排调试),30 分钟结束时,裁判员宣布该赛段比赛结束,选手必须停止编程及调试,离开编程区等待进行下一赛段。(程序必须设计一键降落功能),裁判将对选手所编写的程序做安全性检查,确定参加下一赛段的队伍(程序未完成或存在严重安全隐患的选手不得参加搬运赛段)。
第二赛段:无人机物流搬运(2 次机会,第二次比赛前有 3 分钟时间调整程序及物资)
A、根据报道顺序进行比赛,当裁判员宣布比赛开始时开始计时、记录成功采集物资数量及投放位置;
B、当程序操控无人机必须挂起(或其他方法)一个物资放置在投放区域内时,才算成功完成一个物资的搬运,过程中无人机未挂起、途中掉落、物资投放未在投放区、操控阶段物资未投放在对应颜色的投放区均视为搬运失败,不计分;
C、在裁判员给出比赛开始信号后,可立即开始比赛,操控无人机从H2 区域起飞——A 区域采集物资——投放至 B 区域——返回 H2区域降落;手控无人机由 H1 区域起飞——B 区域采集——C 区域投放——返回 H1 区域降落
D、在规定的四个采集区域中采集物资,在其他区域采集不计分,单一区域仅可采集 1 次,采集两次及两次以上不计分;
E、选手完成 4 次物资搬运流程后,程控无人机降落至 H2 区域,手控无人机降落至 H1 区域,即比赛结束,裁判停止计时;
F、第一次搬运结束后,参赛选手根据需要可申请第 2 次搬运比赛机会;
G、手控选手仅可沿着场边移动,不可进入场地操控;
H、无人机需在区域内飞行,不得飞出比赛场地,如发生坠机、电量不足落到地面则自动结束本组比赛,裁判员记录积分与总时间。比赛中的无人机,如裁判发现机体存在安全隐患(如出现零件脱落、电池异常等)或飞离比赛场地,裁判有权要求无人机立即降落。本组比赛结束参赛选手自行入场取回无人机;
I、在裁判员给出比赛结束信号时,无人机必须立即落地;
J、比赛期间,若因选手失误(包括程序编写错误)导致飞机受到损坏或损失,责任自负;
K、整个比赛期间,无人机必须遵守组委会的各项规定。
(四)比赛处罚
A、整个比赛过程中,选手不允许打开除编程软件之外的任何文件,禁止使用编程软件导入功能,如有发现视为作弊,将取消比赛资格;
B、参赛选手在无人机准备过程中未听从裁判指挥并被裁判判为犯规,一次扣除 5 分;
C、参赛选手未经裁判员允许进入比赛区,一次扣除 5 分;
D、参赛选手未经裁判员允许触碰或使用遥控器操控程控无人机,一次扣除 10 分;
E、参赛选手在裁判未发出比赛开始信号前启动无人机,一次扣除5分;
F、参赛选手如有上述犯规行为,且犯规总和累计三次即判定坠毁,选手应立即听从裁判员信号停止飞行,并结束比赛。
(五)评分细则
比赛共有2 次比赛机会,按最优成绩计算总分。
A、程控搬运(Q)15 分/物资,搬运投放至对应颜色 B 区域中,按总物资数量计分:内框 15 分、外框 10 分(压线扣 5 分);
B、手控搬运(P)5 分/物资,搬运投放至 C 区域中,单次可搬运多个物资按数量计分:内框 5 分、中框 3 分、外框 2 分(压线扣 1 分),共 20 分;
C、成功降落(R)10 分,在裁判宣布比赛结束时,程控无人机和手控无人机分别降落在 H2、H1 区域内(压线扣 5 分),共 20 分。
总积分 = Q + P + R - 处罚
七、中学组规则(物资抢险搬运赛)
(一)比赛内容
近年极端天气频发,由此引发的灾害呈上升趋势,持续的高温、
干旱引发火灾的频率高企,危害人民生命安全造成巨大的财产损失。
无人机作为一种新型工业技术,已被广泛应用于各行各业,发挥自己的作用,尤其以消防为主的高危领域,运用无人机来代替部分人力行动,对消防行业来说,其重要性不言而喻。
本赛项是模拟火灾现场无人机灭火及物资救援的场景,选手通过相互协作的形式灭火及抢救物资。操控选手通过编写程序控制无人机把临火区域物资搬运到安全的地方,手控选手通过遥控器操控无人机在火情点进行灭火,让孩子们在亲身体验中学习灭火常识,感受新兴技术在生活中的实际应用。
(二)比赛场地
A、比赛场地如上图所示;
B、起降区:H1 为程控无人机起降区,H2 为手控无人机起降区;
C、资源区(采集物资):B1-B5 为程控采集救援资源点;
D、储存区(投放区):A1-A5 救援物资投放点;
E、障碍区:L1、L2 为救火障碍物,L 为灭火资源补给站;
F、火情区:C1-C5 为着火点;
G、抢夺区:G为待救援点;
H、物资:金属物,≤10g(由组委会统一提供),B1-B5 每个点放置 4 个物资,G 放置 2 个物资;
I、位置标签:用作程控无人机辅助定位,所有位置标签的方向(文字)应与地图文字方向一致。其中,H1、A2、A4 、B1、B3、B5 放置 位置标签“B”;A1、A3、A5、B2、B4 放置位置标签“A”;
J、补给站:L1,L2 障碍物为圆环,高度 1.5m,内圈直径 0.6m。
(三)任务说明
本赛项需要双机协作完成,且是两支队伍同时比赛(A 定义为程控无人机,B 定义为手控无人机)
程控无人机任务
A为编程控制救援物资运送无人机,比赛开始后,双方即可启动飞机,从 H1 起飞,至“资源区”采集物资(每个采集点仅可采集 1次),搬运投放至“存放区”,赛前随机抽取搬运顺序,对应投放:B1-A1、B2-A2、B3-A3、B4-A4、B5-A5,完成所有任务后返回 H1 降落。
手控无人机任务
B为手动操控灭火无人机,比赛开始后,双方即可启动飞机,从H2 起飞,穿越“障碍区”L1 到达 L(补给站)进行补给,再穿越 L2抵达(火情区)进行灭火。每熄灭一个着火点(由红变绿),无人机均需要穿越 L2 到 L(补给站)补给后再返回“火情区”进行下一个着火点的救火任务,直至熄灭所有着火点,穿越 L2、L1 返回 H2 降落。(仅可在选手移动区操控,不可离开移动区。)
其他说明
A、资源区的救援物资被运送至对应存储区时,补给站获得充能;
B、无人机必须充能后才可熄灭火情;
C、采集点、投放点、火情点为对应关系,如 B1-A1-C1,即 B1 救援物资投放至 A1 中后,B 无人机仅可熄灭 C1 着火点;
D、抢夺区为附加任务,触发条件为熄灭火情区所有着火点,且只有首先完成的队伍可触发;
E、获得附加任务的队伍,即可使用 B 无人机进行待救援物资 G 的搬运(1 次),携物资穿越 L2、L1,最后返回 H2 降落。
(四)比赛流程
比赛共分为两个赛段,第一赛段为现场编程调试阶段限时 30 分钟;第二赛段为无人机实操阶段,该赛段限时 3 分钟。
第一赛段:现场编程调试(30 分钟)
在比赛开始前随机抽取搬运顺序,选手根据要求进行程序编写;
A、当裁判员宣布比赛开始后,选手便可打开电脑及编程软件进行编程(严禁使用导入功能)、调试(选手可根据需要向裁判提出到比赛地图上进行程序调试,每人每次调试时间为 3 分钟,裁判根据申请的先后顺序安排调试);
B、30 分钟结束时,裁判员宣布该赛段比赛结束,选手必须停止编程及调试,离开编程区等待进行下一赛段;
C、程序必须设计一键降落功能,裁判将对选手所编写的程序做安全性检查。
第二赛段:实操阶段
A、根据检录后抽取的组别逐对进行比赛,当裁判员宣布比赛开始时,计时开始,双方的 A、B 无人机可同时启动开始任务;
B、无人机 A 从 H1 起飞——【资源区采集物资——投放至对应的储存区】(循环 5 次)——返回 H 区域降落;
C、无人机 B 从 H2 起飞——穿越 L1——补给站 L——穿越 L2——着火点灭火(红色变为绿色代表灭火成功)——【穿越 L2——补给站 L——着火点灭火——穿越 L2】(循环 4 次)熄灭所有着火点;【若获得附加资源(该区域自动由红色变成绿色)——至 G 采集】——穿越 L2——穿越 L1——返回 H2 降落带回待救援物资;
D、当 A、B 无人全部降落至其起降区后比赛结束,停止计时;
E、若其中一台无人机因故无法继续进行,另一台无人机可继续进行其负责的任务,直至两台无人机均停止后,比赛结束,停止计时;
F、无人机需在区域内飞行,不得飞出比赛场地,如裁判发现机体存在安全隐患(如出现零件脱落、电池异常等)或飞离比赛场地,裁判有权要求无人机立即降落。该队比赛结束,参赛选手自行入场取回无人机;
G、在裁判员给出比赛结束信号时,无人机必须立即落地;(3 分钟)
H、比赛期间,若因选手失误(包括程序编写错误,操控失误)导致飞机受到损坏或损失,责任自负;
I、整个比赛期间,无人机必须遵守组委会的各项规定。
(五)比赛处罚
A、整个比赛过程中,选手不允许打开除编程软件之外的任何文件,禁止使用编程软件导入功能,如有发现视为作弊,将取消比赛资格;
B、参赛选手在无人机准备过程中未听从裁判指挥并被裁判判为犯规,一次扣除 5 分;
C、参赛选手未经裁判员允许进入比赛区,一次扣除 5 分;
D、参赛选手未经裁判员允许触碰或使用遥控器操控程控无人机,一次扣除 10 分;
E、参赛选手在裁判未发出比赛开始信号前启动无人机,一次扣除5分;
F、参赛选手如有上述犯规行为,且犯规总和累计三次即判定坠毁,选手应立即听从裁判员信号停止飞行,并结束比赛。
(六)评分细则
比赛共有2 次比赛机会,按最优成绩计算总分。
A、成功起飞(Q):无人机离地视为起飞成功(5 分/机);
B、成功运输 1 个物资(P):物资投入投放区(5 分/个)压边线扣 2 分,单次搬运多个物资按物资数量计算;
C、成功熄灭着火点(O):火情点由红转绿(5 分/个);
D、成功带回待救援物资(S):带回 H2(5 分/个)压线扣 2 分;
E、成功降落(R):在裁判宣布比赛结束时,无人机降落在起降区内(5 分/机,压线扣 2 分)。
总积分 = Q + P + O + R + S - 处罚