自动搬运分拣机器人比赛方案XXXX-v21

1、2011年江苏省及全国机器人大赛比赛项目 15/15新增2011年年江苏省/全国机器器人大赛 比比赛项目搬运分拣机机器人比赛赛方案目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc287447485 比赛简介 PAGEREF _Toc287447485 h 1 HYPERLINK l _Toc287447486 比赛目的 PAGEREF _Toc287447486 h 1 HYPERLINK l _Toc287447487 比赛内容及及任务 PAGEREF _Toc287447487 h 1 HYPERLINK l _Toc287447488 项目1 规规定项目比比赛 PAG

2、EREF _Toc287447488 h 1 HYPERLINK l _Toc287447489 项目2 技技术挑战赛赛 PAGEREF _Toc287447489 h 1 HYPERLINK l _Toc287447490 比赛规则 PAGEREF _Toc287447490 h 2 HYPERLINK l _Toc287447491 规则一 比赛场地地 PAGEREF _Toc287447491 h 2 HYPERLINK l _Toc287447492 规则1.11 尺寸 PAGEREF _Toc287447492 h 3 HYPERLINK l _Toc287447493 规则1.22

3、 场地区区域及标识识 PAGEREF _Toc287447493 h 3 HYPERLINK l _Toc28774474494 规则二 比赛用料料块 PAGEREF _Toc287447494 h 5 HYPERLINK l _Toc287447495 规则三 场上机器器人的数量量 PAGEREF _Toc287447495 h 5 HYPERLINK l _Toc287447496 规则四 比赛队员员装备 PAGEREF _Toc287447496 h 5 HYPERLINK l _Toc287447497 规则五 规则与裁裁判 PAGEREF _Toc287447497 h 6 HYPE

4、RLINK l _Toc287447498 规则六 比赛要求求 PAGEREF _Toc287447498 h 6 HYPERLINK l _Toc287447499 规则七 比赛记分分标准 PAGEREF _Toc287447499 h 6 HYPERLINK l _Toc287447500 规则7.11 成绩及及排名 PAGEREF _Toc287447500 h 6 HYPERLINK l _Toc287447501 规则7.22 记分细细则 PAGEREF _Toc287447501 h 6 HYPERLINK l _Toc287447502 搬运分拣机机器人比赛赛平台 PAGEREF

5、 _Toc287447502 h 7 HYPERLINK l _Toc287447503 基础机器人人平台 PAGEREF _Toc287447503 h 7 HYPERLINK l _TToc28874477504 C51/AVR单单片机教学学开发板 PAGEREF _Toc287447504 h 8 HYPERLINK l _Toc287447505 ARM CCorteex-M33教学开发发板 PAGEREF _Toc287447505 h 10 HYPERLINK l _Toc287447506 循迹传感器器模组 PAGEREF _Toc287447506 h 10 HYPERLINK

6、 l _Toc287447507 摄像头图图像采集套套件（属可可选配套件件，提高起起评分，提提高精确度度） PAGEREF _Toc287447507 h 11比赛简介比赛目的设计一个基基于8位单单片机或AARM控制制的小型机机器人，在在比赛场地地里移动，将将不同颜色色、形状或或者材质的的物体分类类搬运到不不同的对应应位置。比比赛的记分分根据机器器人将物体体放置的位位置精度和和完成时间间来决定分分值的高低低。它模拟拟了工业自自动化过程程中自动化化物流系统统实际工作作过程。比赛内容及及任务比赛任务为为：在规定定时间内，机器人人分类搬运运完毕物料料,并回到到出发点。比赛分组：比赛采用用统一的比比赛

7、任务，但但规定使用用不同的控控制平台，具具体规则附附后。项目1 规规定项目比比赛机器人从出出发区出发发，到达物物料储存区区后，分拣拣其赛前抽抽签决定好好的任务，即即从5个预预知颜色料料块（黄、白、红、黑、蓝）选选3种颜色色料块的已已知6种组组合（任务务）中，选选其中1个个作为比赛赛任务（其其料块均要要求摆放在在场地图的的A、C、E位置，BB、D位置置不放置物物料，场地地图参见比比赛规则一一：比赛场场地)，再再按照设计计好的控制制策略控制制机器人动动作，以便便将三个料料块快速准准确地搬运运到对应的的三个颜色色中心区域域内，最后后回到出发发区。项目2 技技术挑战赛赛比赛要求基基本同项目目1，不同同

8、之处在于于：参赛队需要要从5个预预知颜色料料块（黄、白、红、黑、蓝）选选4种颜色色料块的已已知6种组组合（任务务）中，选选其中1个个作为比赛赛任务（其其料块均要要求摆放在在场地图的的A、B、D、E位位置，C位位置不放置置物料)，再再按照设计计好的控制制策略控制制机器人动动作，以便便将四个料料块快速准准确地搬运运到对应的的四个颜色色中心区域域内，并最最后回到出出发区。比赛规则规则一 比赛场地地智能搬运机机器人规定定RC-1.0场地EDCBARC-1.1.1材材质及表面面要求场地的材质质为木质，场场地表面最最大承重能能力1000kg，各各参赛队可可自行制作作，或者直直接在采用用比较平整整的地面即即

9、可。场地地表面的材材料为亚光光PVC膜膜，各种颜颜色和线条条用计算机机彩色喷绘绘的形式产产生。参赛赛队可以从从技术委员员会指定的的厂家购买买场地表面面材料。RC-1.2.2灯灯光场地的照明明要求：赛赛场的照度度为6000Lux到到12000Lux之之间，场地地上各区域域的照度应应柔和均匀匀，各区域域照度差不不超过3000Luxx.实际的的比赛场地地四角会架架设各2座座20W、色温4000066000KK的节能灯灯，光源高高度为2米米。规则1.11 尺寸比赛场地为为正方形，规规定如下：RC1.11尺寸边长为16600mmm（不含安安全边界），公公司提供的的场地表面面材料为11500mmm*160

10、00mm的长长方形。规则1.22 场地区区域及标识识比赛场地用用直线、圆圆及数字进进行标识。规定RC1.22.1场地及挡边边比赛区域为为16000mm*16000mm正方方形区域，底底部白色，高高度离开地地面为1000毫米，区区域边缘有有宽度100mm，高高度1000mm挡边边（即挡边边最上沿离离地面高度度200毫毫米）。自自行练习时时可以不设设挡边等。RC1.22.2 出发区底部顶点外外接机器人人出发区，其其区域大小小为1800mm*180mmm，里侧侧布有出发发导引线，底底部绿色。RC1.22.3 物料存储区区物料存储区区为圆形，直直径为5000毫米，其其中心位于于场地正中中心，线条条宽度

11、为220mm,颜色500灰色。用于放置置物料。RC1.22.4 同心圆环区区（物料搬搬运目标区区）5个以场地地正中心为为圆心，距距离中心均均为4000mm的同同心等间距距圆环组，同同心圆轮廓廓线颜色为为50灰灰度，线宽宽2毫米，从从圆环（搬搬运目标区区）中心到到外围，半半径分别为为：22.5mm、37.55mm、52.55mm、67.55mm、82.55mm、97.55mm、112.5mm、127.5mm、142.5mm、157.5mm。同心圆间间距分别写写10、99、8、77、6、55、4、33、2、11 字体高高度10mmm，宋体体，加黑（除除了黑色中中心圆100字样为白白色外），其其中5

12、个中中心圆分别别图黄色、白色、红红色、黑色色、蓝色。RC1.22.5 搬运辅助线线同心圆环中中心与出发发区前侧中中点，均分分布在一个个半径为4400mmm的圆周顶顶点上，圆圆周上的66个点首尾尾相连，构构成了凸六六边形辅助助线。凸六六边形顶点点与场地中中心分别相相连，形成成了6个等等长的辅助助线。辅助助线为宽度度20mmm黑色线，并并可用于辅辅助机器人人定位及搬搬运过程。 RC1.22.6 物料摆放点点为物料存储储区圆与搬搬运辅助直直线的5个个交点，分分别命名为为：A、BB、C、DD、E，在在其旁边用用白色字体体标识出。RC1.22.7 场场地外安全全边界场地周围00.5米处处有高4000mm

13、、厚10mmm的方形形白色木质质围栏,外外形尺寸为为：26000毫米26000毫米。比赛开始后后，白色围围栏内不得得有人活动动。详细如图11和图2：图1 场地地立体示意意图图2 场地地平面示意意图(带安安全边界) 机器人出出发区：绿绿色边界为为180mmm180mmm，中间间黑色线宽宽20mmm，两边线线宽10毫毫米，间距距均为288mm，居居中布局。规则二 比赛用料块块使用5个直直径为400，高度为为40的料料块，颜色色分别为黄黄色、白色色、红色、黑色、蓝蓝色。推荐荐制作方法法：先准备外径径为40，高高度为400的白色PPVC水管管，在中间间填充泡沫沫后，侧面面用喷绘不不干胶贴装装即可。规则

14、三 场上机器器人的数量量参赛队必须须有3个或或以上机器器人参加比比赛，在比比赛前，各各个参赛队队需要对于于机器人进进行登记标标识。规则四 比赛队员员装备为了能公平平比赛，本本次比赛对对于参赛队队使用的机机器人做如如下限制，以便便各个参赛赛队能在统统一的平台台上进行比比赛。控制器要求求，根据参参赛队伍选选择的控制制器参加比比赛。使用Bassic语言言编程的BBS2微控控制器。使用C511/AVRR单片机二二合一控制制器。使用Corrtex-M3 Arm控制制器。特别要求：为了便于于参赛队搭搭建及动手手装配机器器人传感器器等，要求求以上3种种控制器都都带有面包包板。要求参加技技术挑战赛赛的机器人人

15、必须使用用Corttex-MM3控制器器，以提高高整体比赛赛水平及增增加比赛观观赏性。只限定使用用舵机驱动动轮式移动动机器人，轮轮子直径80mmm。最大速速度60rrpm左右右。机器人可以以在规则允允许的条件件下，扩展展多种传感感器来对机机器人的比比赛进行精精确的控制制，以求更更好的成绩绩。机器人尺寸寸： 机器器人在地面面的投影不不超出：长长280mmm宽140mmm。机器人总重重量 10000g。规则五 规则与裁裁判每场比赛将将委派两名名裁判执行行裁判工作作，裁判员员在比赛过过程中所作作的判决将将为比赛权权威判定结结果不容争争议，参赛赛队伍必须须接受裁判判结果。裁判的责任任：执行比赛的的所有

16、规则则。监督比赛的的犯规现象象。记录比赛的的成绩和时时间。核对参赛队队伍的资质质。审定场地，机机器人等是是否符合比比赛要求。规则六 比赛要求比赛场地上上有五个不不同颜色（黄黄、白、红红、黑、蓝蓝）的得分分区域，比比赛前1个个小时，由由裁判通知知参赛队对对于将要搬搬运的料块块颜色及布布局（简称称任务）进进行抽签，参参赛队根据据确定的任任务进行准准备调试，准准备调试时时间为1个个小时。正式比赛前前，所有机机器人将统统一收回，并并摆放在指指定区域。比赛时到到摆放区域域直接领取取相应的机机器人参加加比赛。比比赛完成再再放回摆放放地点。所所有比赛结结束方可领领回机器人人。各个队机器器人参赛队队也采取按按

17、照现场抽抽签决定比比赛出场次次序并进行行比赛。每支参赛队队伍的比赛赛时间为115分钟，一一旦裁判宣宣布比赛开开始则3台台机器人的的参赛时间间总和不能能超过155分钟。规则七 比赛记分标标准规则7.11 成绩及及排名每个参赛队队伍以团体体的方式参参加比赛，每每队由三名名机器人队队员完成比比赛项目，取取三名队员员的总成绩绩计算该队队成绩来评评定参赛队队伍的比赛赛名次。比赛得分按按照精度与与速度综合合的方式进进行评分具具体计算方方式如下每个机器人人的精度分分值 物体放置置好后根据据裁判的判判定的结果果三个颜色色位置物料料放置的靶靶位环数相相加的总和和，以最小小直径的包包络环数计计算成绩。 每台机器人

18、人总成绩 精度分分值 回出发点点分值（00或2）。团队总成绩绩 33名机器人人的参赛成成绩的总和和奖励分分（0或44）。比赛排名：先以比赛团团队总成绩绩计算名次次，总成绩绩高者排名名靠前；若总成绩一一样，则以以完成时间间决定比赛赛排名，耗耗时更少者者名次更靠靠前。规则7.22 记分细细则参赛队比赛赛总分的计计算规定项目比比赛：团队满分为为100分分，每个机机器人物料料分拣最高高得分：33*10（位位置精度最最高分）2（回到到出发区得得分）分即即32分，三三名队员得得分96分分，三个机机器人都回回到出发点点奖励4分分。技术挑战赛赛赛：团队满分为为130分分，每个机机器人物料料分拣最高高得分：44

19、*10（位位置精度最最高分）2（回到到出发区得得分）分即即42分，三三名队员得得分1266分，三个个机器人都都回到出发发点奖励44分。分拣得分原原则：搬运完毕后后，物料必必须与机器器人脱离，才才能计算分分数。回到出发点点得分原则则：比赛终止时时刻，机器器人若有一一个轮子与与地面的接接触点在出出发区域内内，并且机机器人已经经停止动作作，则算已已经回到出出发点。若机器人无无法自动回回到出发点点的，参赛赛队员可以以口头通知知裁判提前前终止比赛赛，则回到到出发点项项记分为零零。出现以下的的情况，不不计算参赛赛队得分（即即得分为零零）：参赛队伍为为每队3台台机器人参参加比赛，每每台机器人人有1次比比赛机

20、会，时时间5分钟钟，5分钟钟内未回到到出发点的的，则不计计得分。比赛整个过过程中不能能有人为干干涉机器人人完成比赛赛任务，一一旦机器人人启动则必必须自主完完成比赛任任务，如果果有人为帮帮助的，则则不计得分分。比赛终止时时刻，尚在在移动的色色块，不计计算得分。比赛的2个个或多个队队之间发生生互相借用用机器人，则则不计算相相关队的得得分。搬运分拣机机器人比赛赛平台基础机器人人平台龙人系列教教学机器人人是目前扩展性性最好及资资源最完整整的机器人人学习套件件。可扩展展50种以以上的传感感器及机构构套件，并并附有源代代码。提供供一系列基基于项目的的创新教材材并提供例例程及课件件PPT。该机器人包包括一个

21、由由两个伺服服舵机驱动动的铝合金金机器人对对象和一块块带有面包包板的C551教学开开发板，并并根据不同同课程的需需要配有一一些基本的的传感器和和电子元器器件包。使使用者可跟跟随所配的的教材的章章节和步骤骤，进行平平台搭建、电路搭接接、编写程程序、联机机调试、下下载至单片片机微控制制器，以执执行各种机机器人操作作，包括：沿线行走走，走迷宫宫，跟随光光源，距离离检测或与与其他机器器人进行通通讯沟通。除此之外外，还可以以完成ADD转换实验验、DA转换实实验、实时时时钟实验验、数字温温度计实验验、外部存存储器实验验、按键实实验和LCCD显示实实验等单片片机高级应应用实验。通过以上上学习和操操作，让学学

22、生不仅学学到了C551单片机机原理和应应用技术，同同时学习到到了C语言程序序设计的技技能。机构对象名称图片参数360度伺伺服舵机外形尺寸（mmm）：440.5xx20.00 x38.0重量：455.0g 速度：0.19seec/600扭矩：477 oz-in底盘底盘1个电池盒 11个轮子和支撑撑脚轮 11套连接螺丝 1套等C51/AAVR单片片机教学开开发板C51/AAVR教学学板涵盖了了由“AT899S52”组成的551单片机机最小系统统和由“ATMEEGA8”组成的AAVR单片片机最小系系统。AT89SS52是一一种高性能能、低功耗耗的8位单单片机，内内含8k字字节ISPP（In-syst

23、tem PProgrrammaable,在系统编编程）可反反复擦写11000次次的FLAASH只读读程序存储储器，器件件采用ATTMEL公公司的高密密度、非易易失性存储储技术制造造，兼容标标准MCSS51指令令系统及其其引脚结构构。在实际际工程应用用中，功能能强大的AAT89SS52已成成为许多高高性价比嵌嵌入式控制制应用系统统的解决方方案。对微控制编编程采用德德国KEIIL公司出出品的511系列单片片机C语言言集成开发发系统。通通过该集成成开发系统统，可以直直接对单片片机的4个个8位的并并行I/OO口：P00、P1、P2和P33进行编程程控制。这这4个接口口，既可以以被定义为为输入，也也可以

24、被定定义为输出出；可按88位处理，也也可按位方方式（1位位）使用。AT899S52芯芯片是一个个标准的440引脚双双列直插式式集成电路路芯片。ATmegga8作为为CPU，AATmegga8是一一种比511系列更为为强大的高高性能、低低功耗的88位单片机机，不需要要仿真机和和编程机，只只需运用IISP电缆缆就可以对对单片机的的FLASSH反复擦擦写100000次以以上，因此此使用起来来特别方便便简单，尤尤其适合初初学者使用用，而且配配置十分灵灵活，可扩扩展性特别别强。在实实际工程应应用中，功功能强大的的ATmeega8已已成为许多多高性价比比嵌入式控控制应用系系统的解决决方案。对微控制编编程采

25、用WWinAVVR编辑器器集成开发发系统。通通过该集成成开发系统统，可以对对AVR系系列单片机机拥有的223个可编编程、并且且内部带上上拉电阻的的并行I/O口：PPC、PBB和PD进进行编程控控制。这223个接口口，既可作作为输入，也也可以作为为输出；可可按8位处处理，也可可按位方式式（1位）使使用。单片片机ATmmega88是一个标标准的288引脚双列列直插式集集成电路芯芯片。主要特点 通过过两个跳线线，实现551单片机机和AVRR单片机切切换工作或或同时工作作。在一块块控制板上上完成AVVR和C551间的异异种单片机机间通信实实验。 配备备各自独立立的RS2232接口口，实现与与计算机进进

26、行串行通通信。 配备备各自独立立的ISPP接口，实实现在系统统编程。 配备备各自独立立的20PPIN排母母接口，实实现与其他他设备如液液晶屏、视视频采集等等套件的连连接，从而而完成更多多任务。 为每每种单片机机配备4组组3PINN电机驱动动接口，为为机器人的的伺服电机机提供电源源和驱动信信号。 提供供47mmm36mmm的实验面面包板，结结合单片机机各IO口口，可搭建建电路，或或与其他传传感器连接接，完成更更多的单片片机实验。配件清单 电路路板（包含含电源模块块和相关接接口） Attmel 89S552单片机机 Attmel Atmeega8-16PUU单片机 技术参数 尺寸寸：1022 mm

27、97 mmm 电源源：699V直流电电源 晶振振：11.05922MHz (89SS52) 4MHzz(AVRR)89S522性能参数数 与MMCS-551单片机机产品兼容容 8KK字节在系系统可编程程Flassh存储器器 擦写写寿命10000次 2556字节的的片内RAAM 5112字节的的片内EEEPROMM 三级级加密程序序存储器 322个可编程程I/O口口线 三个个16位定定时器/计计数器 八个个中断源 全双双工UARRT串行通通道 低功功耗空闲和和掉电模式式 掉电电后中断可可唤醒 看门门狗定时器器 掉电电标识符 工作作电压：44.2 - 5.55VAtmegga8性能能参数 高性性能

28、、低功功耗的 88 位AVVR 微处处理器 8KK 字节的的系统内可可编程Fllash 擦写写寿命100,0000 次 5112 字节节的EEPPROM 1KK字节的片片内SRAAM 233个可编程程的I/OO 口 通过过片上Booot 程程序实现系系统内编程程 两个个具有独立立预分频器器8 位定定时器/ 计数器, 一个个具有预分分频器、比比较功能和和捕捉功能能的16 位定时器器/ 计数数器 两个个可编程的的串行USSART 具有有独立振荡荡器的实时时计数器RRTC 三通通道PWMM 8 路10 位ADCC 可工工作于主机机/ 从机机模式的SSPI 串串行接口 具有有独立片内内振荡器的的可编程

29、看看门狗定时时器 工作作电压：22.755.5VARM CCorteex-M33教学开发发板 该教学板以以Corttex-MM3微处理理器作为该该板的控制制核心，包包括了Coortexx-M3嵌嵌入式系统统的JTAAG接口、RS2332接口、CAN总总线接口、RS4885接口、USB接接口、以太太网接口、A/D接接口、D/A接口、LCD11602接接口、LCCD128864接口口、TFTT LCDD接口、CCC11000无线通通讯接口、24L011无线通讯讯接口等，板板载RTCC实时时钟钟、IICC/EEPPROM，还还包括数字字温度传感感器，覆盖盖范围广，便便于教学；还安装了了150mmm

30、x1200mm大小小的面包板板，结合提提供的接口口，可以在在上面搭建建电路或连连接传感器器。支持多多种供电方方式：DCC电源接口口供电，支支持5112V宽电电压；还可可使用电脑脑USB接接口供电，方方便学生使使用。该教学板既既可以与两两轮教育机机器人和履履带机器人人等教育机机器人结合合，组成性性能更加强强大的教育育机器人系系统，也可可以单独用用于嵌入式式系统的学学习和开发发。主要技术指指标：开放式硬件件结构，资资源扩展丰丰富。在PC机上上用软件对对开发板进进行编程，再再通过JLLINK仿仿真器连接接JTAGG口将程序序下载到开开发板芯片片中，拔去去连接线，可可按指令自自主运行编编写的程序序。引

31、出所有II/O口方方便二次开开发或者科科技创新。支持80路路数字式输输出，可以以控制至多多80个舵舵机、继电电器、电磁磁阀、LEED灯、蜂蜂鸣器等。16路122位模拟输输入，IIIC/EEEPROMM，RS2232/RRS4855可选通用用接口，RRS2322/CANN总线可选选通用接口口，无线通通讯接口包包括：CCC11000无线通讯讯接口，NNRF244L01无无线通讯接接口，另外外还可以通通过TTLL串口扩展展2.4GG XBBee无线线射频模块块。一线式温度度传感器DDS18BB20，麦麦克风输入入及扬声器器输出，支支持多种显显示接口：LCD11602接接口，LCCD128864接口口，TFTT LCDD接口可配置扩展展其他传感感器或执行行机构，如如：灭火风风扇，超声声波测距，红红外测距等等。循迹传感器器模组循迹传感器器模组由4组QTI传感感器组成，经经过组合使使用，可以以使机器人人完成跟随随黑线运动动的动作，另