2019ACME未来科技挑战赛——自主智能系统-自主行驶竞赛
一、比赛简介
对无人驾驶车辆的研究是近年来研究的热门方向，智能缩微车是智能汽车的缩小版本，缩微的仅仅是物理尺寸与经济成本，却能够保持车辆的驾驶行为与交通特性，实现自主驾驶，相关研究成果可为智能驾驶技术的研究提供参考和借鉴。2019年ACME未来挑战赛中自主智能系统——自主行驶竞赛以智能缩微车为载体，旨在激发学生对当前沿科技的兴趣，提高学生的动手能力，团队协作能力，和程序编写能力，提高自身科学技术素养。比赛内容分为三个竞赛科目，分别为循迹赛、避障赛和全程竞速赛，分别对应小学、中学、大学三个组别，主要考察缩微智能车的自主行驶能力。
二、参赛范围
本项目竞赛分为小学组、中学组和大学组三个组别，各组别要求如下：
小学组：每个参赛队伍中参赛成员不得超过三人，且都为1到6年级在校学生，比赛车辆须由学生自行完成组装、调试工作。
中学组：每个参赛队伍中参赛成员不得超过三人，初、高中学生可自行组队，且都为初一到高三在校学生，比赛车辆、答辩材料须由学生自行设计完成。
大学组：每个参赛队伍中参赛成员不得超过四人，须为在校大四以下学生（含大四未毕业生），比赛车辆、答辩材料、程序代码须由学生自行设计完成。
注：提交报名材料时需注明参赛选手年龄、在读学校等信息。
三、赛项说明
1. 比赛排名及要求
参赛期间不得更换车辆，比赛上场顺序由抽签决定，每组最终成绩由答辩和竞赛两个环节的总分来确定。具体积分规则见各组详细说明。
比赛前所有车辆放入待赛区域。比赛过程中，人为干扰其他参赛队伍正常比赛或不服从裁判员指挥管理的个人或团体，一律取消其团体比赛资格，先前成绩作废。
2. 安全说明
所有参赛机器人均不能对操作者、裁判、比赛工作人员、观众、对方的设备和比赛场地造成伤害，否则取消参赛资格。
3. 解释权说明
主办方保留最终解释权。
四、竞赛环境
为了保证参赛车辆能在道路上正常行驶，不对赛道造成破坏，只有符合以下条件的车辆方能参加比赛。
1. 硬件要求
1）参赛车辆具体规格不做限制，推荐使用缩微智能车比例为1：10或1：12，以可以在参赛环境上顺利行驶为准；
2）车身高度须在30厘米以下，长度不作要求；
3）对参赛选手使用的控制芯片不做要求，但在答辩环节老师会根据使用难度，酌情给分。
2. 软件要求
对使用编程软件的选用不做要求，缩微智能车需满足“可循线行走，自动避障，遵守交通标志行驶”三大基本原则。
五、比赛场地
比赛场地尺寸规格如图1所示。赛道尺寸为7000*6600mm，底色为黑色，车道线宽度为20mm，且均为实线，颜色为白色。车道宽370mm，转弯半径为700mm。
（单位：mm）
图1 比赛场地尺寸规格图
六、竞赛流程
所有参赛队首先进行竞赛阶段，之后统一按顺序进入答辩环节。
竞赛阶段开始前，参赛选手需要把车模放在展示区做检阅，未参与检阅的车辆不得参与竞赛。检阅期间有专门的工作人员看守，未到比赛选手候场时段不得以任何理由取走参赛车辆，否则取消参赛选手比赛资格。
在竞赛阶段每支参赛队伍在上支参赛队伍进入场地比赛时取车准备，待上支参赛队伍比赛完毕，裁判允许选手入场时结束准备阶段。选手在场内不再进行试车。从参赛车被通知进入场地后开始计时，在准备时间内缩微智能车随时可以启动出发，准备时间不得超过两分钟，参赛缩微智能车出发后放车人员应迅速退场。
起点设在直道上，裁判挥绿色旗或吹哨时开始记录比赛时间，如准备时间结束后缩微智能车还未经过起点线，也开始记录比赛时间，当比赛时间超过30秒，参赛缩微智能车仍然未能启动，比赛计为0分。
在跑道上设置起点和终点，参赛缩微智能车从起点出发，其全程行驶时间将被记录。车辆无法正常行驶或驶入错误车道时进行人工干预，人工干预队员仅限一名，可不请求裁判自行进入，若裁判干预或示意，应服从裁判安排。每项比赛期间不能更换车辆，比赛结束后缩微智能车放回原位。
竞赛完毕后，选手统一前往答辩区参加答辩。答辩需提供程序源码给组办方，提交文件夹上需注明比赛组别，参赛人姓名等信息。提交完毕后，以PPT的形式向答辩老师展示自己车辆的基本内容。答辩材料的具体要求在竞赛内容中有详细介绍。
七、赛程赛事
竞赛科目一：循迹赛（小学组）
1. 比赛内容
该科目比赛主要考察缩微智能车在车道上的自主行驶能力。循迹方式为车道线循迹，小车需在两车道线之间行驶。该项科目中以时间长短、车轮是否压线（压线次数）以及答辩表现作为评分标准。
选取比赛场地的整个外圈作为该项目比赛路段。比赛场地如下图黄色区域，每个参赛缩微智能车比赛两次，取两次成绩中最好成绩为该项内容最终成绩。
图2 循迹赛比赛场地示意图
2. 计分细则
比赛得分由竞赛得分与答辩得分两部分组成，竞赛部分总分为70分，得分情况由比完全程所耗费的时间而定，压线一次比赛成绩加10秒，冲出赛道，则完成比赛时间按组内耗时最长处理。每组有两次比赛机会，竞赛部分的最终得分情况按完成比赛的时长进行排名，用时最短的队伍得70分，依此递减（递减分数按照参赛队伍数量设定）。答辩部分总分为30分，由答辩老师询问相关基础知识，得分情况由答辩老师具表现给定。
竞赛科目二：避障赛（中学组）
1. 比赛内容
该科目比赛主要考察缩微智能车在自主识别车道线的前提下对静态障碍车辆、静态障碍物的避让行为。循迹方式为车道线循迹，小车需在两车道线之间行驶。该项科目中不仅将车辆正常循线和时间长短作为评分标准，还将缩微智能车是否成功避让障碍纳入评分标准。
选取比赛场地的整个外圈作为该项目比赛路段，路段上依次设置静态障碍车辆、静态警示桶。参赛车辆需要在没有人工干预情况下按照交通规则实现连续避障。每个参赛缩微智能车比赛两次，取两次成绩中最好成绩为该项内容最终成绩。
障碍物外形如下图：
图3 静态障碍物示意图
（长：310 mm宽：170mm高：130mm）
图4 静态障碍车辆示意图
比赛场地示意图如下黄色区域
图5 避障赛比赛场地示意图
2. 计分细则
总成绩由竞赛和答辩环节组成。第一部分为竞赛得分，总分70分，其中30分用于检验小车避障情况，全部避开障碍物得30分；另外40分则用于检验完成比赛用时长短，用时最短得小车获得40分，其他小车得分依次类推。小车压线一次比赛成绩加10秒；轻微触碰障碍物或车辆一次，比赛时间加10秒；车辆止步不前，或冲出赛道，则完成比赛时间按组内耗时最长处理。
第二部分为答辩得分，总分为30分。答辩形式以PPT加程序代码的形式给出，其中PPT中包括车辆的硬件情况介绍、各元器件的连接图（自行绘制的电路板还需提供原理图）、典型代码分析、设计思路等。现场答辩老师会提出相应的技术问题，视学生回答情况进行打分。
竞赛科目三：全程竞速赛（大学组）
1. 比赛内容
该科目主要考察缩微智能车在行车过程中对交通标志能否正确识别及响应。不仅将车辆是否正常循线和时间长短作为评分标准，还将缩微智能车能否正确识别信号灯、标志标牌纳入评分标准。
比赛路段上依次设置交通标志（纸质图标，或右转、或左转）和红绿灯。比赛开始时，由裁判随机选择交通标志类型摆放在交通路口处，参赛车辆从起点出发，检测交通标志，若为右转标志，车辆需右转；若为左转标志，车辆需左转。红绿灯通过载波信号发送出来，其识别方式则可自行选择。每个参赛缩微智能车比赛三次，取三次成绩中最好成绩为该项内容最终成绩。
全程竞速赛路线设置如下图所示：
图6 全程竞速赛比赛场地示意图
红外载波信号红绿灯参数及外形图：
载波频率：38KHz
编码方式：NEC Protocol
地址码：0x88
控制码：0xA1 - 红灯
0xA2 - 绿灯
0xA3 - 黄灯
（单位：mm）
图7 红绿灯示意图
标志标牌的外形及尺寸如下图所示：
（单位：mm）
图8 右转交通标志示意图
2. 计分细则
总成绩为竞赛得分与答辩得分之和。其中竞赛总分70分，答辩总分30分。
竞赛得分：
1）未完成比赛的车辆无比赛成绩。
2）车道保持：裁判根据车辆超出车道（至少一个轮子且不超过半数的轮子压线或超出车道线外则认定为超出车道）的次数增加比赛时间。超出车道一次增加时间5秒。
3）无法正常通行可人工干预。无法正常通过的情况包括：交通标志无法正常识别，车辆冲出赛道，车辆偏离车道，车辆故障无法继续前行。人工干预一次增加20秒，调整完毕后需从故障处原地启动。
4）参赛车辆遇红灯不停则比赛时间增加30秒
5）三次无法按规定启动的车辆无比赛成绩。
答辩得分：
答辩形式以PPT加程序代码的形式呈现，其中PPT中包括车辆的硬件情况介绍、各元器件的连接图（自行绘制的电路板还需提供原理图）、典型代码分析、设计思路等。程序需提供源码以供检查。现场答辩老师会提出相应的问题，视学生回答情况进行打分。
八、其他事项
1. 按照大赛规则填写参赛人员报名资料，且所有填写的参赛人员报名资料、信息是真实、有效、合法的；
2. 就参赛人员参赛提交的源代码等任何信息或文件，参赛人员拥有合法、有效、完整的著作权或所有权，且不侵犯任何第三方的权利；
3. 参赛队同意和允许举办方获取和收集参赛人员提交的参赛作品（包括提交的源代码），参赛人员同意，举办方有权使用上述参赛作品，包括用于筛选大赛的入围、晋级，商业合作与开发，大赛宣传推广，人才统计与推荐，及与大赛相关的其他事宜。
4. 比赛期间，规则中未尽事项由技术委员会决定。竞赛组委会授权技术委员会对比赛规则进行解释。
5. 本规则是实施裁判工作的依据。竞赛中如遇争议，技术委员会通过复查比赛录像做出最终裁决。涉及裁决的任何异议需由参赛选手在比赛期间向裁判长提出，组委会不接受领队或学生家长的投诉。
九、赛项样例