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機(jī)器人滅火比賽的場(chǎng)地平面結(jié)構(gòu)參考圖見下面的比賽場(chǎng)地平面圖。

參考圖中的尺寸供練習(xí)和實(shí)踐時(shí)參考，競(jìng)賽場(chǎng)地的實(shí)際尺寸與參考圖給定尺寸基本相同，但允許有1cm范圍內(nèi)制作誤差。

模擬房間的墻壁33cm高，材質(zhì)為木板。墻壁為白色。競(jìng)賽場(chǎng)地的地板為黑色的光滑木制表面。地板可以有接口，但接合處平整并是同樣的黑色。場(chǎng)地的平整度要求，只要機(jī)器人可以處理0.3cm的不連續(xù)區(qū)域就可以。競(jìng)賽場(chǎng)地模擬房間里整體地面是水平的，沒有斜坡和樓梯。

房子中，所有的走廊和門口寬都不小于46cm。門口并沒有門，在地面上用一條2.5cm寬的白線表示房間入口。

競(jìng)賽場(chǎng)地的地板是黑色的。有一些機(jī)器人可能用泡沫、粉末或者其他的物質(zhì)來撲滅蠟燭火焰，所以當(dāng)每一個(gè)機(jī)器人比賽后應(yīng)清洗場(chǎng)地。但不能保證每一個(gè)機(jī)器人在該次競(jìng)賽過程中，地板都保持黑色。

機(jī)器人將從參考圖中一個(gè)標(biāo)有“H”的圓圈開始，代表起始位置。實(shí)際競(jìng)賽場(chǎng)地中代表起始位置的白圈是實(shí)心的，并不標(biāo)記“H”。

代表起始的位置為30cm直徑的白色圓圈，圓心將設(shè)在46cm走廊的縱向中心線上，即：圓圈外徑和墻壁之間將有 8cm的距離，圓圈圓心距離兩邊墻壁24cm。

競(jìng)賽場(chǎng)地參考圖中在代表起始位置的圓圈左側(cè)的墻壁沒有標(biāo)注缺口。競(jìng)賽場(chǎng)地這一部分墻壁可以移開，讓參賽者比較方便地設(shè)置機(jī)器人。機(jī)器人也可以用一些裝置來校正機(jī)器人在圓圈中的位置。機(jī)器人必須在白色圓圈中啟動(dòng)。一旦啟動(dòng)，它可以在比賽場(chǎng)地中向所希望的橫向或縱向運(yùn)動(dòng)。

2、照明設(shè)備

競(jìng)賽場(chǎng)地周圍的照明等級(jí)在比賽時(shí)才能確定。參賽者在比賽的當(dāng)天有時(shí)間了解周圍的燈光等級(jí)及標(biāo)定機(jī)器人。

3、機(jī)器人

機(jī)器人的整體外形尺寸限制在31cm Ⅹ 31cm Ⅹ 31cm之內(nèi)，包括機(jī)器人的觸角、探測(cè)物及裝飾物。

機(jī)器人的重量、制作材料、產(chǎn)品型號(hào)等不作限制。

4、蠟燭

蠟燭的火焰代表房間內(nèi)機(jī)器人試圖找到并撲滅的火源?；鹧嫖恢玫挠行Ц叨龋ㄖ富鹧娴撞烤嗟孛娴木嚯x）在15cm至20cm之間，否則，將會(huì)調(diào)整或更換蠟燭。

蠟燭是直徑2cm的白蠟燭。火焰可以從一邊看見并不會(huì)被蠟燭未融化的蠟所遮擋。

蠟燭火焰的高度和尺寸是不確定的、變化的，由蠟燭材質(zhì)和周圍環(huán)境所決定。當(dāng)蠟燭的火焰位置在上述的有效高度范圍內(nèi)，要求機(jī)器人能發(fā)現(xiàn)蠟燭，而不管這時(shí)蠟燭焰火具體高度是多少。

蠟燭被安裝在一個(gè)7cm Ⅹ 7cm Ⅹ 3cm的涂了半光澤黃色的木質(zhì)基座上。

5、傳感器

在不違反其他規(guī)則和規(guī)范的情況下對(duì)傳感器的型號(hào)沒有限制。

6、電源

競(jìng)賽場(chǎng)地提供AC/220V/50HZ電源。如果參賽選手的機(jī)器人或計(jì)算機(jī)需要使用交流電源，請(qǐng)自備足夠長(zhǎng)的導(dǎo)線和電源插座。參賽選手可以使用帶電池的智能機(jī)器人，不用交流電。

7、導(dǎo)線

如果機(jī)器人需要外部計(jì)算機(jī)來指導(dǎo)或提供電源，應(yīng)使導(dǎo)線足夠長(zhǎng)，讓機(jī)器人可以到達(dá)比賽場(chǎng)地的任意一個(gè)區(qū)域。導(dǎo)線可以拖在行進(jìn)的機(jī)器人后面或者被一個(gè)公正的裁判提在空中。參賽選手自備導(dǎo)線必須有可靠的安全系數(shù)。

8、家具

競(jìng)賽場(chǎng)地的每個(gè)模擬房間里有一件家具。這件家具隨意地放在房間里。機(jī)器人可以接觸家具，但是不能推開家具。模擬家具是一個(gè)11.5cm直徑的涂了半光澤黃色的鋼柱，柱高30cm、重2.3公斤。 家具也許會(huì)擋住機(jī)器人看蠟燭的視線或者機(jī)器人要繞過家具才能到達(dá)蠟燭，主要是為了增加競(jìng)賽的趣味性、真實(shí)感和挑戰(zhàn)性。機(jī)器人由于模擬家具可能會(huì)擋住它的視線，也許要從不同角度來查看房間，如果蠟燭就在模擬家具后邊，機(jī)器人要能夠確定接近蠟燭的路徑。

機(jī)器人一旦啟動(dòng)必須在沒有參賽選手的干預(yù)下自動(dòng)控制，即：機(jī)器人必須是由計(jì)算機(jī)程序控制，而非人工現(xiàn)場(chǎng)控制。

機(jī)器人在運(yùn)行過程中可以碰撞或接觸墻壁，但是不能故意標(biāo)記和破壞墻壁。機(jī)器人當(dāng)經(jīng)過比賽場(chǎng)地時(shí)不能把任何東西留在后面，并且它不能在比賽場(chǎng)地留下任何可以幫助它運(yùn)行的標(biāo)記。如果裁判認(rèn)為機(jī)器人故意破壞了比賽場(chǎng)地（包括墻壁），該機(jī)器人將被取消參賽成績(jī)或資格。

機(jī)器人在撲滅蠟燭前必須已經(jīng)主動(dòng)尋找到了蠟燭火焰，而不是碰巧噴出CO2熄滅了蠟燭火焰。

2、撲滅蠟燭火焰

機(jī)器人不能運(yùn)用任何破壞性的或危險(xiǎn)的方法來撲滅蠟燭火焰。它可以運(yùn)用類似水、空氣、CO2、Halon等,或者使用機(jī)械方式，但是禁止使用任何危險(xiǎn)的或可能破壞比賽場(chǎng)地的方法或物質(zhì)。比如，不能通過燃放爆竹產(chǎn)生沖擊來使蠟燭熄滅，也不能通過碰倒蠟燭而使蠟燭熄滅。

可以通過吹氣來熄滅蠟燭，盡管這在現(xiàn)實(shí)生活中不一定是適合的滅火方法，但在機(jī)器人滅火競(jìng)賽中是允許的。

蠟燭在燃燒狀態(tài)時(shí)不允許被撞倒。如果機(jī)器人在滅火過程中碰撞蠟燭，機(jī)器人的運(yùn)行仍然有效。如果蠟燭被撞倒，按未完成滅火任務(wù)處理。

機(jī)器人撲滅蠟燭的過程中所產(chǎn)生的雜物，例如：水、發(fā)酵粉、生奶油等遺留物，將在競(jìng)賽間歇被裁判員清理干凈。

機(jī)器人在試圖撲滅火焰前必須到達(dá)距離火焰30cm以內(nèi)。在距離火焰30cm的圓上有一條2.5cm寬的白線，機(jī)器人在撲滅火焰之前必須有一部分在圓圈內(nèi)。機(jī)器人可以使用噴射CO2方法，但機(jī)器人必須有一部分在圓圈內(nèi)。為了使圍繞蠟燭的圓圈不會(huì)碰到代表門的線，蠟燭必須離門口足夠遠(yuǎn)。

3、蠟燭位置

蠟燭將隨機(jī)地放在比賽場(chǎng)地的任意一個(gè)房間里。在機(jī)器人所經(jīng)歷的3次測(cè)試中，蠟燭至少放在兩個(gè)以上的房間里測(cè)試（小學(xué)組除外）。

蠟燭放在一間房子的任意位置，但不能放在走廊上。機(jī)器人的前端在進(jìn)入房間碰到蠟燭前應(yīng)至少可以移動(dòng)33cm。

4、傳感器

禁止參賽選手在模擬房間的墻面或地面放置任何標(biāo)記、燈塔或反射物來幫助機(jī)器人導(dǎo)航。

比賽場(chǎng)地周圍的燈光可能是紅外線、可見光和紫外線的光源。如果機(jī)器人使用光線傳感器尋找蠟燭火焰或探測(cè)墻壁和家具，參賽選手應(yīng)采取措施避免這些光源影響機(jī)器人的行動(dòng)。

5、安全

如果現(xiàn)場(chǎng)裁判認(rèn)為機(jī)器人的行為對(duì)人員或設(shè)備有危險(xiǎn)或可能有危險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)裁判員可以隨時(shí)終止比賽。參賽機(jī)器人不能使用任何易燃易爆物質(zhì)。

初中組比賽場(chǎng)地平面圖(單位:cm)

高中組比賽場(chǎng)地平面圖(單位:cm)

另外擴(kuò)展一個(gè)電壓更高的電源給電動(dòng)機(jī),使用擴(kuò)展電池，系統(tǒng)電源只為主板電路提供電能

注意擴(kuò)展電池的電壓不能超過電機(jī)的額定電壓（一般<=12V），認(rèn)真核對(duì)兩個(gè)電池插口的正負(fù)符號(hào)

擴(kuò)展電源后，在使用過程中，要避免機(jī)器人電機(jī)堵轉(zhuǎn)，否則會(huì)燒毀機(jī)器人芯片。

(2)門口探望法

由于遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅鞯臋z測(cè)距離一般可以達(dá)到1～2米，機(jī)器人在滅火過程中，只要房間門口望一下就可以判斷是否有火源，有火就進(jìn)去滅火，每有火，就出來到其他房間找火。

使用時(shí)，在機(jī)器人上擴(kuò)展一套地面灰度檢測(cè)卡；編程時(shí)，只要在行走過程中，檢測(cè)房間門口白線，發(fā)現(xiàn)后，判斷里面是否有火，有則進(jìn)入，無則退出繼續(xù)尋找。

(1)，遠(yuǎn)紅外火焰探頭安裝位置。遠(yuǎn)紅外火焰探頭探測(cè)角度為60°，因此探頭如水平安裝，高度與蠟燭火焰高度相當(dāng)。注意機(jī)器人在滅火時(shí)，滅火風(fēng)扇會(huì)快速旋轉(zhuǎn)，因此探頭位置 好不要離風(fēng)扇太近，以免被風(fēng)扇碰到或擋住前方光線，影響檢測(cè)結(jié)果。

(2)，亮度檢測(cè)值的調(diào)整。例程中亮度檢測(cè)值受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響，要根據(jù)實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行修改。

(3)，地面灰度值的檢測(cè)。例程根據(jù)蠟燭前方的白紙片灰度值判斷是否到蠟燭前，如機(jī)器人到白紙?zhí)庍€不滅火，可適當(dāng)調(diào)整灰度檢測(cè)值。

(4)，紅外探測(cè)器的調(diào)整。紅外探測(cè)器是機(jī)器人自帶的探測(cè)器，主要用于機(jī)器人檢測(cè)障礙物。如機(jī)器人在尋找光源時(shí)常碰到障礙物或離障礙物很遠(yuǎn)就避開，可通過主板紅外調(diào)節(jié)電阻適當(dāng)調(diào)整紅外探測(cè)器靈敏度。

(5)，機(jī)器人運(yùn)行速度。如機(jī)器人滅火時(shí)常撞滅蠟燭，可適當(dāng)減小機(jī)器人速度。

因?yàn)樯厦嫣峁缁鸪绦虮容^簡(jiǎn)單，注意到以上幾點(diǎn)，一般情況下應(yīng)能滅火。繼續(xù)調(diào)整優(yōu)化各參數(shù)，直到滅火時(shí)間最短，。

滅火比賽可分解為以下幾個(gè)方面：

（1），滅火路徑的優(yōu)化

機(jī)器人滅火比賽場(chǎng)地一般采用國(guó)際滅火比賽標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地，場(chǎng)地大小、房間位置、蠟燭家具擺放位置都按一定規(guī)則。為了盡快找到火源，可采用各種擴(kuò)展卡增強(qiáng)機(jī)器人導(dǎo)航能力，擴(kuò)展卡可以購(gòu)買也可自制。以下是常用的一些導(dǎo)航方案。

a，紅外避障引導(dǎo)：機(jī)器人自帶紅外探測(cè)器，注意靈敏度的調(diào)整。

b，采用機(jī)器人編碼器進(jìn)行引導(dǎo)：編碼器精度不高，注意左右輪補(bǔ)償。

c，紅外測(cè)量距離的引導(dǎo)：利用PSD測(cè)距，簡(jiǎn)單可靠，但測(cè)距范圍有限（10cm～80cm）

d，指南針引導(dǎo)：效果好，但價(jià)格較貴約600~800RMB。

e，混合引導(dǎo)：多種導(dǎo)航方式優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，在不同情形下采用不同方式，軟件較復(fù)雜。

（2），火焰定位

火焰定位包括尋找火焰和火焰定位兩個(gè)部分。

機(jī)器人尋找火焰一般采用遠(yuǎn)紅外火焰探頭作為探測(cè)工具，為了準(zhǔn)確、快速地確定火焰位置，可采用多種方式對(duì)遠(yuǎn)紅外火焰探頭進(jìn)行改進(jìn)，以下是常用的一些改裝方案。

a，火焰探頭的串聯(lián)和并聯(lián)：提高探頭靈敏度。需要一定的硬件知識(shí)。

b，火焰探頭的分散和集中：多個(gè)火焰探頭分布在機(jī)器人周圍不同地方，可快速定位火焰。要占用較多的數(shù)據(jù)輸入通道，要對(duì)擴(kuò)展卡，甚至是機(jī)器人主板進(jìn)行改造。

要確定火焰位置即火焰定位，首先確定火焰方向，這樣發(fā)現(xiàn)火焰后可直接朝火焰方向前進(jìn)，節(jié)省滅火時(shí)間。

確定火焰方向一般可采用以下方法。

a，差動(dòng)定位：根據(jù)左右兩個(gè)遠(yuǎn)紅外探頭檢測(cè)值，調(diào)整機(jī)器人方向，要求比賽前預(yù)先調(diào)整探頭直到檢測(cè)效果較一致。

b，最小值定位：機(jī)器人發(fā)現(xiàn)火焰后旋轉(zhuǎn)一周，定下最小值（最亮點(diǎn)），然后通過朝向最小值方向前進(jìn)，要求采用其它輔助裝置記住最小值位置（指南針等），當(dāng)然也可以實(shí)時(shí)判斷是否到達(dá)最小值，這樣可減少火焰方向定位時(shí)間。

確定火焰方向后，機(jī)器人朝火焰前進(jìn)，這時(shí)要求確定火焰位置。確定火焰位置一般根據(jù)遠(yuǎn)紅外火焰探頭檢測(cè)值判斷，當(dāng)然也可以根據(jù)比賽現(xiàn)場(chǎng)特征如蠟燭前的白線、機(jī)器人與墻壁的距離等定位。

（3），滅火方式

機(jī)器人滅火比賽對(duì)滅火方方式?jīng)]有一定之規(guī)，但不能使用任何危險(xiǎn)的或可能破壞比賽場(chǎng)地的方法或物質(zhì)來滅火（如通過燃放爆竹產(chǎn)生沖擊來使蠟燭熄滅），也不能通過碰倒蠟燭的方式來滅火。它可以運(yùn)用類似水、空氣、二氧化碳等，由于采用風(fēng)扇的方式簡(jiǎn)單可靠易行，因此大多數(shù)用戶都采用滅火這種方案。

采用風(fēng)扇滅火時(shí)，在滅火時(shí)機(jī)器人可采用旋轉(zhuǎn)法、擺頭法、強(qiáng)風(fēng)場(chǎng)法等動(dòng)作滅火。風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)間可采用固定時(shí)間法、實(shí)時(shí)檢測(cè)火焰法等。

滅火比賽實(shí)際效果要受很多現(xiàn)場(chǎng)條件的影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，反復(fù)調(diào)整機(jī)器人速度或探測(cè)器安裝位置、系統(tǒng)參數(shù)，優(yōu)化軟件算法，多學(xué)習(xí)、多思考、多總結(jié)，不斷創(chuàng)新