中國機器人大賽舞蹈機器人項目雙足人形項目方案介紹

　中國機器人大賽舞蹈機器人項目

　雙足人形項目方案介紹

　比賽簡介：

　每年 4 月份自動化學會將發(fā)比賽通知，比賽報名在 6 月份，比賽時間在每年 8 月份。具體比賽時間見自動化學會競賽工作委員會通知。

　網(wǎng)址：。

　機器人舞蹈項目是由最初的表演性比賽發(fā)展成的正式比賽項目，

　它是一項具有極強觀賞性和趣味性的比賽,是民俗文化與機器人學等高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。比賽要求參賽機器人在有限的場地和時間內(nèi)，配合音樂 完成動作,由于要求機器人既要充分利用場地，又不能超時和越界。

　機器人主要功能用途：

　人形機器人全能挑戰(zhàn)賽，NOC、中國機器人大賽，中國工程機器人大賽及相關(guān)關(guān)節(jié)類競技項目均可參加， 可以提供控制協(xié)議，集群示例程序，提供硬件方案； 可以實現(xiàn)競步、爬坡、武術(shù)、舞蹈、踢足球、控球、拳擊、越障、巡線、搬運、小跑、原地踏步轉(zhuǎn)彎功能的關(guān)節(jié)類機器人。

　機器人產(chǎn)品配置及技術(shù)參數(shù)：

　硬件部分：

　▲采用 DM-PR18S 總線舵機；主控為STM32F103；

　▲19 個自由度（可拓展至 24 自由度），增加腿部髖關(guān)節(jié)自由度，優(yōu)化機器人整體運動結(jié)構(gòu)，使機器人行走更加穩(wěn)定、靈活； ▲金屬搭建模塊不少于 30 個；采用噴砂陽極氧化鋁合金機構(gòu)材質(zhì)； ▲無限動作庫，用戶可自行編輯自定義動作組上傳至機器人 SD 卡中配合后期模塊擴展使

　用； ▲預(yù)留 UART 串口，可兼容主流開源硬件 Arduino、Microbit、Raspberry Pi 、Intel、Banana Pi、ROS； ▲機器人核心主控搭載 BLE4.0 接收模塊，除可使用手柄控制機器人外，任意藍牙設(shè)備配合機器人控制協(xié)議均可實現(xiàn)對機器人的控制（手機 APP 等）； ▲六軸 IMU 實時進行機器人位姿監(jiān)控，極大程度解決機器人走偏、摔倒等位姿控制不準確的問題 ； 軟件部分: ▲采用 STM32 系列控制板的 DreamMaker 通用圖形化編程軟件平臺 課程部分 滿足新課程標準，國內(nèi)首家將關(guān)節(jié)類機器人和 Arduino 結(jié)合起來的數(shù)字化教學資源包，包含 30 個課時的電子教案（PPT 課件、作品圖片素材庫）等； ▲可拓展內(nèi)容：Arduino 拓展包模塊、python 拓展包模塊、OpenMV 視覺模塊、Rokid 語音模塊等,可實現(xiàn)語音控制、人機交互、腦電波控制、可穿戴設(shè)備控制；

　 附件：相關(guān)比賽規(guī)則

　一、項目簡介

　機器人舞蹈項目是由最初的表演性比賽發(fā)展成的正式比賽項目，

　它是一項具有極強觀賞性和趣味性的比賽,是民俗文化與機器人學等高新 技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。比賽要求參賽機器人在有限的場地和時間內(nèi)，配合音樂 完成動作,由于要求機器人既要充分利用場地，又不能超時和越界，因此， 舞蹈機器人集成了多學科前沿技術(shù)，它的設(shè)計涉及了機電一體化技術(shù)、檢 測和傳感技術(shù)、精密機械加工和精密機械傳動技術(shù)、現(xiàn)代化控制技術(shù)和管 理技術(shù)、計算機程序控制技術(shù)等多個方面, 是集成了多學科前沿技術(shù)的運動機器人的一種。為了讓學生在制作過程中有更廣闊的發(fā)揮和嘗試的空間， 比賽規(guī)則只對比賽時間和場地做出要求，對機器人的整個研制過程自由發(fā) 揮，不僅使學生的才智得以體現(xiàn)，能力得以施展，更重要的是，學生得到 了實踐鍛煉，而且這種鍛煉是全方位的,實踐表明，機器人舞蹈是集素質(zhì)

　教育、創(chuàng)新教育與技術(shù)研究相結(jié)合的一條重要途徑。

　二、技術(shù)委員會

　負責人：黃英亮，西北工業(yè)大學， ,

　成 員：張 葉，東北電力大學 彭 熙，華中師范學李衛(wèi)國，內(nèi)蒙古工業(yè)大學

　陳呂強，黃山學院

　三、賽項說明

　1、 比賽上場順序按抽簽進行，每個小組比賽開始前 30 分鐘在場地現(xiàn)場進行抽簽；大賽分為兩個環(huán)節(jié)，第一部分為參賽隊創(chuàng)意與調(diào)試情況匯報并負責進行講解，時間為 3 分鐘（PPT 紙質(zhì)版交給技術(shù)委員會負責人）

　。第二部分為機器人表演，時間為 5 分鐘以內(nèi)，在匯報后直接進行,機 器人舞蹈表演時間應(yīng)不少于 3 分鐘但不能超過 5 分鐘。

　2、 召開技術(shù)委員會、領(lǐng)隊及志愿者會，商討有關(guān)比賽細節(jié)，具體時間、地點由項目技術(shù)委員會指定； 3、 比賽將聘請若干位評審專家主要從設(shè)計、創(chuàng)意、技術(shù)、場地利用和功能等幾個方面進行綜合評審;評審專家（評委）從沒有參賽該組隊中的指導教師中抽取，一個學校只能出一名評委，計算成績時，去掉一個最高、最低分后取平均分； 4、 為了比賽的公平、公正、公開，防止有學校借用其他學校機器人拿來上場，對有爭議的機器人,比賽結(jié)束留在現(xiàn)場，等待裁決,待所有組完后歸還，同時一個（或一組、隊、結(jié)構(gòu)相同）機器人不得上 場兩次或參加其它組比賽。

　 四、比賽場地及器材

　1 、舞臺：

　組委會提供兩種比賽場地，參賽隊可任選其中一種場地參加比賽。

　第一種：舞蹈場地是 2m×2m 的平坦區(qū)域，場地為平整硬質(zhì)木板，周圍有高 10cm 一體化圍墻。

　場地一（其余數(shù)據(jù)單位為 mm）

　 第二種：舞蹈場地是 2m×2m 的平坦區(qū)域，場地為綠色薄地毯， 地毯厚為 2mm-3mm，地毯下為平整硬質(zhì)木板，周圍有高 10cm 一體化圍墻。

　場地二（其余數(shù)據(jù)單位為 mm）

　 在場地四角各有一直徑 40cm 的大圓，4 個角的大圓分別與場地的直角邊框相切。每個大圓中間再套一個直徑 20cm 的小圓。機器人的初始擺放位置必須放在場地中央(上場一個機器人放在大圓中心，若多個機器人, 過圓心與場地邊框平行排成一排放在中央)。在表演過程中，機器人的身體部分（指機器人的手、腳、腿、頭、手臂）接觸到一個小圓位置才可加一次分（5 分）

�。�每個小圓只計一次有效成績，若同時上臺多個機器人，則以觸碰不同小圓最少次數(shù)的那個機器人計算（若有不踩圈的機器人則踩圈數(shù)算作 0）

　，該項加分上限為 20 分）

　，機器人每碰一次圍墻扣一次分

�。�5 分）

　。機器人任何一部分出邊界一次扣一次分（5 分）

�。ò�括空中展開部分）

　，舞蹈機器人必須在該范圍內(nèi)運動，具體材質(zhì)以實際場地為準。

　2、 場景：

　 主辦方不提供任何需要的場地布景設(shè)備，參賽者可攜帶表演所需

　要的場地布景但不能損壞比賽場地或?qū)﹄S后的參賽隊伍造成影響，架設(shè)場地布景時間應(yīng)在控制在 4 分鐘以內(nèi)，撤除場地布景應(yīng)在 2 分鐘內(nèi)。在比賽中如果出現(xiàn)意外而使比賽場地受損，將采用另一種場地。比賽中所提供的場地，對光線或燈光強度、溫度等沒做特殊要求，若參賽隊伍有此要求， 參賽者自己布景，但不能破壞場地。禁止隊伍使用煙霧、冷煙火、干冰、液體、各類拋灑物等可能帶來安全隱患或影響場地整潔的物品。

　3、 音樂：

　 各隊需自備機器人表演所需音樂的 CD 光碟或 mp3 文件。推薦選取高質(zhì)量光碟，只錄有表演所需的音樂，并需標明參賽隊隊名，在比賽之前交給主辦方音樂播放工作人員。

　五、機器人要求

　1、 單個機器人重量不得超過 5 公斤，體積小于 80 厘米×80 厘米 ×80 厘米(包括手臂展開)，舵機個數(shù)不少于 13 個；參加比賽的每一臺機器人，其主要機體必須具備人體構(gòu)型，必須有明顯的兩條腿、兩只手臂、一個頭及軀干部分；兩條腿之間及足部之間不能有任何連接機構(gòu)；機器人手掌、足底不得直接帶有用于執(zhí)行移動動作（如輪子）的動力元件；每一個機器人本體必須搭載獨立的電源和自行設(shè)計的控制系統(tǒng)，機器人在

　上場前由技術(shù)委員會進行檢查，不符合該項的隊伍,給與 3 分鐘的調(diào)整時間， 否則取消比賽資格。

　2、 可根據(jù)表演需要自主搭配服飾等外觀裝飾性部件，材料不限。

　3、 機器人由手動或遙控啟動，機器人與音樂的協(xié)調(diào)由各隊參賽人員自行掌握。

　4、 參賽機器人機械零件、電路、軟件必須含有該參賽隊學生自主設(shè)計部分，否則取消參賽隊學校參賽資格。

　5、 參賽者不得蓄意影響機器人或損害比賽場地，否則將取消該隊比賽資格。

　6、 不得使用往屆參賽機器人參加本屆比賽,若發(fā)現(xiàn),取消本次比賽資格。

　7、 參賽者在比賽過程中不得干擾干涉評委，違者將對該隊給予扣分（5 分）

　，嚴重者將取消該隊比賽資格。

　8、 機器人舞蹈動作必須是完全自主的，開機啟動可用遙控等方式， 表演開始后可以撤景，但不能與機器人接觸，否則扣分（5 分）

　。

　9、 在機器人啟動后的表演過程中，人不得用任何通信設(shè)備控制機器人 (其中包括各種類型的遙控器遙控，但不包括通過布景及機器人語音圖像識別技術(shù)等與人進行交流的人機互動環(huán)節(jié))，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將取消該隊比賽資格。機器人出現(xiàn)故障時可由一名隊員上前處理或重新啟動機器人，并累計計算時間，同時將對該隊成績給予扣分（5 分）

　（若機器人在比賽過程中摔倒但能自主起立并繼續(xù)表演的不算在內(nèi)）

　，啟動一次扣一次分。

　10、 人機互動與舞蹈表演分開，可以在人機互動環(huán)節(jié)開始之前移動或觸碰機器人(必須是人機互動環(huán)節(jié)需要且要在該機器人上場時說明會有此過程，否則按 8 予以扣分)。

　11、 為了提高機器人的技術(shù)水平，促進賽事發(fā)展，特加“人機交互環(huán)節(jié)”，人機交互環(huán)節(jié)共 10 分。機器人必須帶有視覺系統(tǒng)，且完成互動可 加 5 分（互動次數(shù)至少三次且人或機器人的動作不能相同視為互動完成， 如上下點頭只算一個動作、左右搖頭只算一個動作）

　；機器人在完成視覺識別的基礎(chǔ)上，另外完成其余的人機互動（如語音識別等）環(huán)節(jié)另加 5 分 （互動次數(shù)至少四次及以上且人或機器人的動作不能相同視為互動完成， 如上下點頭只算一個動作、左右搖頭只算一個動作，語音識別，機器人不能識別兩次完全相同的語音）

　。

　12、 每一個機器人在比賽過程中移動的位移必須不小于身長的一半， 否則扣一次分(5 分)。

　13、

　同一個參賽學院的機器人隊伍中，不得出現(xiàn)機器人外形機構(gòu)相似、功能、主題或動作相同(不計順序)的兩支隊伍同時參加比賽，若外形結(jié)構(gòu)相似，扣 10 分，若完全相同，則只記一支隊伍成績有效。同一個機器人不得兩次上場表演（不論參賽的動作、主體相同與否）

　，否則，只記一組有效成績。

　14、 舞蹈表演時間（從機器人開始表演算起）不得超過規(guī)定時間， 超過規(guī)定時間就必須立即終止表演。

　15、每隊機器人表演結(jié)束后，接受評委和觀眾的提問。

　16、在比賽后如有隊伍認為某機器人不符合上述條件，可以向組委會提出申請（須有圖片、錄像等證據(jù)）

　，機器人所屬隊伍應(yīng)該做出解釋，若屬實，則視情況扣分（10 分）

　。

　六、評分標準

　比賽將聘請若干位評審專家主要從設(shè)計、創(chuàng)意、技術(shù)、場地利用和功 能等幾個方面進行綜合評審，表演滿分為 100 分，具體從以下幾個方面進行機器人舞蹈表演評分，計算成績時，去掉一名最高、最低分后取平均值。

　2017 年國中機器人大賽舞蹈機器人組比賽評分表 評分項目 分值(100 分) 總體設(shè)計和創(chuàng)意 10 機器人技術(shù)實現(xiàn)與結(jié)構(gòu)構(gòu)造 25 機器人技術(shù)創(chuàng)新與難度 20 舞步編排、動作復(fù)雜程度、協(xié)調(diào)程度等 20 舞蹈和音樂的協(xié)調(diào) 10 比賽場地的利用 10 娛樂與推廣價值 5

　1、 總體設(shè)計和創(chuàng)意

　（1）

　外觀有自主設(shè)計的裝飾性部件加 5 分。

　（2）

　整體美觀，富有創(chuàng)意加 5 分。

　2、 機器人技術(shù)實現(xiàn)與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

　（1）

　機器人機械電子軟件三部分其中任意一部分完全自己設(shè)計加 5 分，任意兩部分自己設(shè)計加 10 分，全部自己設(shè)計加 20 分。

　（機械需要提供設(shè)計圖紙，電子需要提供原理圖和 PCB，軟件需要提供相 關(guān)代碼截圖。如偽造或抄襲證明材料，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，取消比賽資格）

　。

�。�2）

　機器人的核心控制電路板為自主焊制的加 10 分。

　3、 機器人技術(shù)創(chuàng)新 （1）

　機器人結(jié)構(gòu)中存在創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，加 10 分（需提供相關(guān)證明材料）

　（2）

　機器人具有創(chuàng)新且美觀的外觀設(shè)計，加 5 分（必須提供設(shè)計圖紙）

　4、 舞步編排

　(1) 含有復(fù)雜動作加 10 分。

　(2) 整體動作美觀加 10 分。

　5、 舞蹈和音樂的協(xié)調(diào) 舞蹈動作和音樂契合度高者加 10 分，契合度一般加 5 分。

　6、 比賽場地的利用 機器人表演時用到特殊場地布景的加 10 分

　7、 娛樂、推廣與應(yīng)用價值對未來機器人行業(yè)有除娛樂之外的一定實用價值加 5 分（比賽介紹時說明)。

　七、賽程賽制 1、 比賽前一天召開領(lǐng)隊、裁判及志愿者會，商討有關(guān)比賽具體細節(jié)，具體時間、地點在比賽報到時通知。

　2、 比賽上場順序按抽簽進行，每個小組比賽開始前 30 分鐘在場地現(xiàn)場進行抽簽。

　3、 大賽分為兩個環(huán)節(jié)。

　第一部分為參賽隊創(chuàng)意與調(diào)試情況匯報并負責進行講解，時間為 3 分鐘（PPT 紙質(zhì)版交給技術(shù)委員會負責人）

　。

　第二部分為機器人表演，時間為 5 分鐘以內(nèi)，在匯報后直接進行, 機器人舞蹈表演時間應(yīng)不少于 3 分鐘但不能超過 5 分鐘。

　4、 每一支參賽隊表演完畢后，每一位評委原始紙質(zhì)打分表送交大賽組委會，由組委會指派的專人跟據(jù)規(guī)則中規(guī)定的總分計算方法，計算得分結(jié)果。成績在比賽現(xiàn)場公告板和中國自動化學會機器人競賽與工作部官方微信公眾號信息發(fā)布平臺同步公布，分數(shù)相同者，由根據(jù)現(xiàn)場記錄的舞蹈動作表演時間長的該隊名次在前。

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