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【竞赛·导航】全国大学生智能汽车竞赛
发布日期:2021-09-13

简介:

全国大学生智能汽车竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。

比赛目的:

本竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,为优秀人才的脱颖而出创造条件。

竞赛题目及要求

竞赛题目包括“理论设计”和“实际制作”,以电子电路(含模拟和数字电路)设计应用为基础,可以涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA软件、互联网、大数据、人工智能、射频及光电器件等方面技术应用。除题目特殊要求以外,参赛队的个人计算机、移动式存储介质、开发装置或仿真器等不得带入测试现场(实际制作实物中凡需软件编程的芯片必须事先下载脱机工作)。

竞赛题目具有实际意义和应用背景,并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势, 竞赛题目着重考核参赛学生综合运用基础知识进行理论设计的能力、实践创新和独立工作的基本能力、实验综合技能(制作与调试),同时鼓励参赛学生发扬团队协作精神。

竞赛时间

一般来说每年6月左右为报名时间,暑假进行比赛,7月左右先举行区赛,8月举办国赛。

    赛题类型:

一般分为以下几种赛项,每年都不一样

基础四轮组

直立节能组

双车接力组

声音信标组

创意组:AI 电磁组

所需技能:

基本编程能力。c语言的基本开发能力,这个能力应该是熟练使用C语言,最好对指针部分也要有比较深入的了解、同时对于常用的结构体也要会使用。

机械设计与制造、电子电路设计、程序设计、视觉等工程技术

硬件电路设计。常用的电路设计软件Altium Designer类,应该也是熟练使用,也就是PCB的绘制,当然也可以掌握一些个电路仿真的软件proteusMultisim也是可以得,这对于简单的电路仿真也是必要的。

单片机的开发能力。这个能力主要包括单片机外围电路设计能力和程序设计调试能力。这就要求熟悉单片机的开发环境,了解单片机的I程序开发,了解常用外设程序的设计。机器人比赛中驱动主控之类的都是采用STM32开发,这就要求熟悉STM32的开发,Uart通讯、DMASPI通讯、AD/DA都要非常熟悉、CAN通信等

常见的算法:PID控制算法、卡尔曼滤波

比赛简介:

全国大学生智能汽车竞赛章程

01.总则

1.指导思想与目的

全国大学生智能汽车竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。


本竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,为优秀人才的脱颖而出创造条件。


2.竞赛特点与特色

本竞赛以竞速赛为基本竞赛形式,辅助以创意赛和技术方案赛等多种形式。竞速赛以统一规范的标准硬软件为技术平台,制作一部能够自主识别道路的模型汽车,按照规定路线行进,并符合预先公布的其他规则,以完成时间最短者为优胜。创意赛是在统一限定的基础平台上,充分发挥参赛队伍想象力,以创意任务为目标,完成研制作品;竞赛评判由专家组、现场观众等综合评定。技术方案赛是以学术为基准,通过现场方案交流、专家质疑评判以及现场参赛队员和专家投票等互动形式,针对参赛队伍的优秀技术方案进行评选,其目标是提高参赛队员创新能力,鼓励队员之间相互学习交流。


本竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节,要求学生组成团队,协同工作,初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体,是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景,涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。本竞赛规则透明,评价标准客观,坚持公开、公平、公正的原则,保证竞赛向健康、普及、持续的方向发展。


3.组织运行模式

全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的 16字方针,充分调动各方面参与的积极性。


02.组织领导

1.领导与组织机构

全国大学生智能汽车竞赛由教育部高等教育司委托教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会(即原教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会,以下简称“自动化教指委”)主办,负责指导全国范围内的竞赛工作。


竞赛设立秘书处,包括主任一人,副主任若干人,主持全国大学生智能汽车竞赛的日常工作。竞赛秘书处挂靠清华大学。


在竞赛秘书处协助下,各承办学校分别组织竞赛的分/省赛区预赛和全国总决赛。为保证本竞赛顺利开展,每届竞赛组建全国及各分/省赛区竞赛组织委员会。


2.竞赛组织委员会

每届全国竞赛组织委员会由自动化教指委、主赞助企业、竞赛秘书处、竞赛承办学校的有关领导和专家组成,负责决定竞赛的重要事项并指导分/省赛区预赛和全国总决赛的相关工作,审核并投票决定下一届全国总决赛的承办单位。


各分/省赛区竞赛组织委员会由所在省(自治区)、直辖市教委(厅、局)、承办学校、相关教学指导委员会委员及高校领导与专家、企事业代表组成,负责本赛区的竞赛组织领导工作。


3.竞赛秘书处

竞赛秘书处是本竞赛的常设组织与运行机构。在自动化教指委领导下,直接负责各届竞赛的组织工作,包括确定各分/省赛区的承办学校,进行比赛指导工作与赛后总结等。竞赛秘书处设立技术组、宣传组和综合组。


技术组负责每届全国竞赛总体方设计、竞赛题目预研与竞赛命题;制定和修改竞赛规则;落实竞赛器件和组织培训;协调分/省赛区预赛和全国总决赛的竞赛技术工作。


宣传组负责整个竞赛的宣传报道;组织与指导各分/省赛区预赛和全国总决赛的宣传报道;维护和更新竞赛网站;组织有关竞赛出版物的出版发行。


综合组负责联系主赞助企业,协调竞赛经费计划的申报和分配;协调和联系社会赞助事宜;组织与指导各分/省赛区与总决赛后勤保障。


4.参赛单位

以参赛高等学校为基本单位,学校提供相关经费,由学校教务处或相关部门领导,委托相关院()负责本校学生的参赛事宜,包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等。


5.参赛队、参赛学生和指导教师

竞赛秘书处根据实际情况确定每届竞赛的各高校参赛队数目。每支竞速赛参赛队由1-2名指导教师和3-4名学生组成:学生必须为具有正式学籍的全日制在校本科生;若由两名教师联合指导,这两名教师必须具有不同的一级学科研究背景。


对于指导教师的辛勤工作,其所在学校可按照教育部高等教育司下发的《关于鼓励教师积极参与指导大学生科技竞赛活动的通知》(教高司函[2003]165号)精神,承认并计算其工作量。


03.竞赛时间和方式

1.竞赛时间

全国大学生智能汽车竞赛的分/省赛区预赛和全国总决赛一般安排在每年暑假期间。同时积极鼓励各学校根据自身条件适时开展校内的大学生智能汽车竞赛。(一般七月份进行赛区赛,八月份进行全国赛)


2.竞赛方式

为保证竞赛公平,竞赛在规定范围内的标准软硬件技术平台上开展。每届竞赛由竞赛秘书处统一公布本届竞赛的形式、规则与技术数据。


04.竞赛规则与赛场纪律

为保证竞赛工作的顺利进行,应严格遵守每届全国竞赛组织委员会颁布的《全国大学生智能汽车竞赛规则与赛场纪律》。


05.竞赛命题与相关规定

在广泛征集的基础上,竞赛秘书处技术组统一进行分/省赛区预赛与全国总决赛的命题工作。


竞速赛题目应该具有客观的评价指标,可以通过独立的电子裁判系统现场完成成绩评定,避免人为主观因素的影响,保证公开、公平、公正的竞赛原则。竞速赛题目可采用统一命题,也可以分成不同组别分别命题,以便于体现参赛高校与学生的广泛性;其难度原则上应该符合大学本科生的教学要求,易于制作和实现,对于由学生组成的参赛队,能在指导教师的辅导下于6个月内完成。竞速赛题目的内容原则上应包括汽车模型的组装和改造、嵌入式系统的开发和调试、传感器的选择与测试、综合信息处理与算法设计等。


其它形式的竞赛由竞赛秘书处根据大学教学的发展特点,另行发布。竞赛同样应该在统一的基础比赛平台上,充分发挥参赛队伍想象力,以特定任务为目标,自由完成作品研制。


每届全国竞赛组织委员会与竞赛秘书处成员不得担任所在学校参赛队伍的指导教师,不得泄漏有失竞赛公允的相关信息。


06.竞赛报名、预赛和决赛工作

1.竞赛报名

参赛学校应在广泛开展校内培训和竞赛的基础上,选拔出适当数量的优秀代表队报名参赛。参赛队在报名时需按照竞赛规则确定本队的参赛组别,竞赛期间不得更改。各参赛学校需填写全国统一格式的报名表,在规定的截止时间内以书面形式(盖有学校公章)上报竞赛秘书处确认。


2.预赛工作

各分/省赛区的竞赛工作在全国竞赛组织委员会与竞赛秘书处指导下,由相应承办学校组织成立分/省赛区竞赛组织委员会。


在分/省赛区竞赛组织委员会领导下成立竞赛秘书组、比赛裁判组、专家组和比赛仲裁委员会。


/省赛区预赛分为预赛与决赛两个阶段,并选拔本赛区竞速赛进入全国总决赛的竞赛队伍。根据当年报名参赛的队伍总数,按照一定比例确定各分赛区进入全国总决赛的队伍名额。分赛区可以设立区级比赛成绩一等奖、二等奖、三等奖及优胜奖等各类奖项。


3.决赛工作

总决赛的竞赛工作由全国竞赛组织委员会组织,竞赛秘书处指导,承办学校执行。


在全国竞赛组织委员会领导下成立竞赛秘书组、比赛裁判组、专家组和比赛仲裁委员会。


全国总决赛期间的比赛一般分为预赛与决赛两个阶段。比赛设立全国总决赛各类竞赛奖项、优秀组织工作奖等,由每届全国竞赛组织委员会按照一定比例确定。其中竞速赛设一等奖、二等奖;其它奖项由每届全国竞赛组织委员会视具体情况确定。


4.异议制度

为保证全国大学生智能汽车竞赛评奖工作的公正性,对全国和各分/省赛区的评奖结果坚持执行异议制度,异议须由参赛队指导教师代表参赛队伍以书面形式提出,签署本人姓名,注明参赛队伍所在单位、通信地址;各分/省赛区竞赛组织委员会和全国竞赛组织委员会必须对提出异议的参赛队伍及所在单位严格保密,对异议的审议结果在适当场合予以公布。


全国竞赛组织委员会充分尊重各分/省赛区的比赛结果与评奖结果,各分/省赛区比赛过程中与评奖结果出现的异议由各分/省赛区比赛仲裁委员会协调解决。


07.竞赛经费

每届竞赛由竞赛秘书处落实赞助企业经费,完成竞赛预算方案和各赛区经费分配方案。


竞赛组织委员会有义务规范参赛用标准技术平台,降低参赛平台成本。竞赛不收取报名费。


全国总决赛和各分/省赛区预赛承办学校应积极筹办竞赛,提供适当的经费支持,保证竞赛的顺利进行。


全国总决赛和各分/省赛区预赛承办单位在比赛结束后,向竞赛秘书处提供下达经费财务结算情况,竞赛秘书处向自动化教指委汇报财务结算情况。竞赛财务工作接受竞赛秘书处挂靠单位的监督。


08.社会参与

为了保证本竞赛向健康、普及、持续的方向发展,社会参与极其重要。


本竞赛主办方对有志于为我国高等教育培养人才做出贡献的主赞助企业,可作为竞赛协办方,签订一般至少五年的合作协议,为竞赛提供组织经费和比赛用设备等。在合作协议执行期间,以主赞助企业的名称为竞赛进行冠名。


全国和各分/省赛区竞赛组织委员会在主赞助企业同意下,可积极争取社会各界的资助。


本竞赛欢迎各类媒体对竞赛进行正面的宣传和报道,协助竞赛秘书处出版相关书籍,刊登技术文献等。


09.其他

每届竞赛结束,向教育部高等教育司及相关部门提交总结报告。


本章程的具体解释权归自动化教指委。


教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会

二〇一四年十一月二日


比赛项目:

基础四轮组


1)车模

车模可以使用竞赛指定车模中任何型号,车模运行方向不限。车模制作完毕后,车模宽度不超过25厘米,高度不超过20厘米,长度没有限制。

2)微控制器与传感器

车模微控制器使用Infineon, STC, NXP系列单片机。允许使用各类电磁、红外光电、超声传感器器件进行赛道和环境检测。不允许任何摄像头传感器、激光传感器等。

3)比赛赛道与任务

比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用黑色边线和电磁进行导引。赛道中可能存在直线赛道、曲线弯道、十字交叉路口、坡道、环岛等元素。

选手制作的车模完成从车库触发沿着赛道运行一周,然后在返回车库。比赛时间从车模冲过起跑线到重新回到起跑线为止。如果车模没有能够停止在车库内停车区内,比赛时间加罚一秒钟。

直立节能组


1)车模

车模在运行过程中只允许两个轮子着地。可以使用竞赛指定车模中DE车模,也可自行制作车模。车模制作完毕后,车模尺寸没有限制。车模轮胎外径不大于5.5厘米。


无线充电线圈部署在车库内。在充电过程中,车模可以不保持平衡状态。充电结束后自动出发完成比赛。

2)微控制器与传感器

车模微控制器使用STC系列单片机。允许使用各类电磁、红外光电、摄像头、激光传感器、超声传感器器件进行赛道和环境检测。

3)比赛赛道与任务

比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用黑色边线和电磁进行导引。赛道中可能存在赛道中可能存在直线赛道、曲线弯道、十字交叉路口、坡道、环岛等元素。

比赛赛道发车区中安放有无线发射线圈,通过交变电流,产生交变磁场。车模通过接收线圈获得电能,对车模上的储能法拉电容进行充电。车模上不允许安装任何电能储能器件,车模运行的能源来自无线接收线圈感应电流提供的电能。

车模在进入比赛场地前,车模上的储能电容需要经过放电,电容两端直流电压小于0.1V。比赛计时从无线充电线圈通电后计时。车模从车库出发和停止在车库的要求与基础四轮组要求相同。

双车接力组


1)车模

车模可以使用竞赛指定车模中任何型号,车模运行方向不限,双车模中需要有一辆采用三轮车模。车模制作完毕后,车模宽度不超过25厘米,高度不超过20厘米,长度小于30厘米。

2)微控制器与传感器

双车车模中,其中一辆车模的微控制器使用 Infineon公司的单片机,另外一辆车模可以使用Infineon, STC, NXP公司的单片机。

允许使用各类电磁、红外光电、超声传感器器件进行赛道和环境检测。不允许任何摄像头传感器、激光传感器等。

3)比赛赛道与任务

一辆车模在赛道中间指定位置停止。一辆车模从车库出发,到达中间车模位置时,将车上的一个尺寸不小于40厘米见方的球体传递给第二辆车模,第二辆车模带着球体返回车库。

声音信标组


1)车模

车模可以使用竞赛指定H车模。车模制作完毕后,车模尺寸不超过30厘米见方,车模的高度没有限制。

2)微控制器与传感器

车模微控制器使用Infineon系列单片机。允许使用麦克风阵列、RF天线、红外光电、摄像头传感器、激光传感器等。

3)比赛赛道与任务

对抗组的比赛场地设置在平整的地面上,并铺设有单一颜色的广告布或者地毯。场地四周铺设 5cm宽度的黄色胶带。比赛区域约为 5×7米。车模发车区域位于比赛场地一角,由 2.5厘米黑色胶带标记区域。发车区域长宽都是 50cm。比赛区域内随机安放有 510个左右的信标,它们统一由比赛计时系统控制。


比赛包括排位预赛和对抗决赛两个阶段。

第一阶段是排位预赛:

选手制作的车模开始位于发车区域内,此时所有的信标都是关闭状态。开始比赛后,比赛系统自动会启动第一个信标,信标会发送声音和无线射频导引信号。此时选手的车模能够识别确定信标的方位并做定向运动。当车模上安放的磁标进入信标附近的感应线圈后,比赛系统会自动切换到下一个信标,车模随机前往第二个打开的信标。此过程将会进行10次左右。最终比赛时间是从当一个信标启动,到最后一次信标关闭为止。

第二阶段是排位预赛:

在对抗决赛中,则按照预赛成绩进行配对分组对抗比 赛。两个车队的车模同时在场内,按照熄灭信标的多少决出胜负。信标对抗组别中的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。

创意组:AI电磁组


AI电磁组将会根据比赛组织和报名情况由普通的竞速组别转为创意组别。

1)车模

车模可以使用竞赛指定车模BC车模,车模运行方向不限。车模制作完毕后,车模长度不超过30厘米,宽度不超过20厘米,高度小于10厘米。车模上安装的传感器在车模运行方向上不超过车轮中心线5厘米。

2)微控制器与传感器

车模微控制器允许使用Infineon, STC, NXP公司的单片机。允许使用各类电磁、红外光电、超声传感器器件进行赛道和环境检测。不允许任何摄像头传感器、激光传感器等。

3)比赛赛道与任务

比赛是在PVC赛道上进行,赛道采用黑色边线和电磁进行导引。赛道中可能存在的元素除了坡道以外的元素。对于环岛元素,车模可以选择进入环岛,也可以选择不进入环岛。

赛车直接在赛道上起跑线出发,车模完成赛道运行一周停止在起跑线后三米的赛道停车区内。比赛中没有发车和停车的车库。如果车模没有能够停止在起跑线后三米的赛道停车区内,比赛时间加罚一秒钟。


奖项设置:

该类竞赛获奖率情况:

一等奖:分赛区参赛队伍前20%队伍。

二等奖:分赛区参赛队伍35%

三等奖:正常完成比赛但未获得一、二等奖的队伍。

优秀奖:未正常完成比赛,但通过补赛完成比赛的队伍。

总的来说三等奖及以上获奖率可高达80%以上,只有获得分赛区一等奖的项目才有资格进入国赛。

需要的技能:

基本编程能力。c语言的基本开发能力,这个能力应该是熟练使用C语言,最好对指针部分也要有比较深入的了解、同时对于常用的结构体也要会使用。

机械设计与制造、电子电路设计、程序设计、视觉等工程技术

硬件电路设计。常用的电路设计软件Altium Designer类,应该也是熟练使用,也就是PCB的绘制,当然也可以掌握一些个电路仿真的软件proteusMultisim也是可以得,这对于简单的电路仿真也是必要的。

单片机的开发能力。这个能力主要包括单片机外围电路设计能力和程序设计调试能力。这就要求熟悉单片机的开发环境,了解单片机的I程序开发,了解常用外设程序的设计。机器人比赛中驱动主控之类的都是采用STM32开发,这就要求熟悉STM32的开发,Uart通讯、DMASPI通讯、AD/DA都要非常熟悉、CAN通信等

常见的算法:PID控制算法、卡尔曼滤波


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