一、背景
《 第十六屆全國大學智能汽車競賽競速比賽規則 》已經在 競賽網站 進行公布,其中包括了七個賽題組別,在往屆比賽中,同學們應用NXP半導體公司出品的單片機設計車模作品控制器比較廣泛,特別是基于攝像頭視覺識別賽道元素、信標場地環境等方面有比較效果,
為了擴大智能車競賽內容,增加智能車賽車對環境感知能力,提高車路協同比賽元素,競賽組委會在第十六屆智能車競速比賽中增加一組“智能視覺組”,該組別與已經公布的其它競速組別都屬于競速組別,智能視覺組相關比賽要求將會修訂在已經公布的競速比賽規則中,
本文就“智能視覺組”相關的內容進行描述,最終比賽規則請在競賽網站 網站下載正式比賽規則檔案,
二、智能視覺組
(1)車模
車模使用C型車模,車模作品尺寸不限,
(2)微控制器與傳感器
車模中微控制器使用NXP系列單片機,推薦使用i.MX RT系列的任意一款單片機,
允許使用攝像頭、電感、紅外光電、激光傳感器等,
(3)比賽賽道與任務
比賽賽道使用室內PVC塑料底盤材料賽道,賽道具有邊界黑色引導線和中心電磁引導線,賽道元素包括在3.1.6中所描述的所有賽道元素,
競賽車模從車庫出發沿著賽道運行兩周,然后回傳車模,車模需要分別通過三岔路口兩條岔路,比賽時間從車模駛出車庫都快重新回到車庫為止,
在車模行程序序中,需要完成以下兩種任務:
(1)選擇三岔路口
在三岔路口中心前方放置一個靶標牌,上面有0 ~ 9單個數字,在車模出發后,由現場裁判員隨機確定靶標牌上的數字,車模行進到三岔路口時,需要根據數字的奇偶特性判斷左邊路口還是右邊路口,
?■ 偶數:(0,2,4,6,8) 選擇左側路口;
?■ 奇數:(1,3,5,7,9) 選擇右側路口;

▲ 三岔路口前的數字靶標牌
當車模離開三岔路口之后,再由裁判員將數字撤離,或者覆寫掉,
用于三岔路口指明選擇路口方向的數字,采用黑色宋體,加粗,數字列印在白色列印紙上,數字的高度為10厘米±1厘米,

▲ 數字字體和尺寸
(2)路邊目標識別與定位
在賽道某一區域(直線或者彎道)中心放置AprilTag 25h9 二維碼圖片,根據二維碼對應數字,分別在賽道左側,或者右側,二維碼前后50厘米范圍內放置靶標牌,
?■ 偶數: 以AprilTag指向的左側放置靶標牌;
?■ 奇數: 以AprilTag指向的右側放置靶標牌;
靶標牌距離賽道邊緣10 ~ 15厘米,下圖顯示了賽道上的AprilTag以及目標靶的位置,

▲ 賽道上的AprilTag和路邊 的目標靶位
靶標上張貼有兩類物品的圖案:動物圖案和水果圖案,每類圖案又分別有五種子類別:
?■ 動物類: 包括狗、貓、馬、豬、牛等,動物圖案包含有動物全身照片;
?■ 水果類:包括蘋果、橘子、葡萄、橡膠、榴蓮等;水果圖案包括有水果整體照片;

▲ 靶標牌上的動物和水果圖案
◎ 關心動物:
如果路邊目標牌上的圖案屬于動物類,則車模需要在二維碼所在的區域(前后50厘米)內不少于3秒鐘,方能駛出車模停止區域,
在AprilTag標志前后50厘米處會設定車模位置光電檢測器,檢測車模車輪是否通過該位置,以車模的車輪是否全部位于停車區域來判定車模是否位于停車區域,停車三秒是以車模后輪進入停車區域開始,到車模前輪駛出停車區域為止進行計算,
◎ 摘取水果:
如果路邊目標牌上的圖案屬于水果類,則車模需要使用車載小型激光發射器對準靶點中心發送一束激光,激發目標靶回應,
靶心檢測激光束的范圍是直徑為5厘米的圓形區域,激光點落在靶心便可以觸發目標靶位的回應,目標靶回應是供裁判員可以覺察的LED燈、聲音等形式給出,
在比賽中,對于沒有按照要求車模完成相應的任務,每一次失誤都將會在最終比賽時間加罰15秒鐘,比賽程序中,車模應該自主完成所有的任務,不允許接收場外發送的任何資訊,
4.目標牌和AprilTag
(1)目標牌
目標牌中中心距離地面15厘米,其中圖案的有效占據面積大小為10×10厘米,目標牌中檢測激光點區域在靶標中心直徑為5厘米的區域,

▲ 目標牌的幾何尺寸
如果射擊水果的激光束信號落在目標靶心直徑5厘米范圍外,則判斷此次任務沒有未完成,
關于對車載激光器發射相關引數(激光頻率、發射光功率、調制頻率,光斑形狀)等將會連同目標靶參照制作方案另外發布,
(2)AprilTag
賽道上的AprilTag使用的是 25h9系列,使用黑白激光列印機列印在白色列印紙上,尺寸為15×15厘米左右,

▲ AprilTag尺寸
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