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2024无人系统空地协同赛项规程


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一、赛项介绍

大赛名称:全国无人机创新技能大赛

赛项名称:无人系统空地协同赛项

赛项组别:高校组、职校组、科研机构组

归属类别:电子信息产业、装备制造产业

支持单位:北京理工大学长三角研究院(嘉兴)智能云控制与决策研究室

二、竞赛目的

工业和信息化部在印发的《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》提出了将支持有条件的普通高校和职业院校设立无人机相关专业,建立多层次多类型的无人机人才培养和服务体系,构建具有竞争力的全产业链人才队伍。
随着智能化战争必然来到,智能化装备将大量出现在战场上,无人系统集群作战是紧跟智能化脚步出现的,是未来战场中智能作战的重要形式。同时现代产业应用的智能化程度提供,越来越多的智能化场景需要通过无人系统的自主感知、自主导航、实时定位、三维测绘、自主导航、编队飞控、智能筹划等能力来完成特定的任务。基于以上目标,2024全国无人机创新技能大赛定于4月27-29日在北京亦创国际会展中心举办,设置基于试验环境的无人系统空地协同赛项,探索无人系统的协同应用能力、自主感知智能决策能力,为产业应用提供想法及思路。

三、参赛组队

参赛对象:高等院校、职业院校、科研机构
参赛人数:本赛项采用团体赛方式组队报名参赛。其中参赛选手3-5名(设队长1名,选手须为同校在籍学生,性别和年级不限);指导教师1-2名。由“2024全国无人机创新技能大赛”——《无人系统空地协同》赛项执委会统一组织和邀请。
参赛说明:同一单位最多推荐2支参赛队伍参赛。
着装要求:要求参赛选手着装简洁大方得体,不得穿着奇装异服,不得佩戴夸张的饰物。

四、赛事安排

⑴比赛时间:2024年4月27日-29日。
⑵比赛地点:北京亦庄.亦创国际会展中心
⑶比赛报名:
1.各参赛队于2024年4月10日前向大赛组委会报名参赛,参赛队请用“学校+队伍名称”命名。同时指定联络人1名,将联络人姓名、职称、职务、手机号和电子邮箱等信息发至组委会电子邮箱。各参赛队收到回复的确认邮件表示报名成功。
2.各参赛队伍于2024年4月10 日前将参赛人员电子版名单发至组委会电子邮箱,作为奖状上的人员名单。

比赛时间安排

日期

时间

内容

4月21日

19:30-20:30

赛前说明会(直播)

4月26日

15:30-16:30

参赛选手熟悉场地

4月27日

08:30-09:10

检查设备,抽取赛位号

09:10-09:30

开幕式

09:30-16:30

各组别比赛

16:30

闭馆

4月28日

09:00-16:30

各组别比赛

4月29日

09:00-11:00

智慧通航与无人机产业创新论坛

11:00-12:00

颁奖典礼

(比赛时间地点安排根据赛项和参赛队伍情况有调整,以赛前通知为准)

五、竞赛内容

1、基础任务:
此任务为设计一个由四旋翼无人机及无人车构成的空地协同物资投放系统。无人机上安装垂直向下的激光笔,用于指示巡逻航迹。巡防区域为 5m× 5m。无人机巡逻时可覆盖地面 0.8m 宽度区域。以缩短完成全覆盖巡逻时间为原则,在巡防区域内,无人机按照规划航线巡逻发现圆形物资补给区(每支参赛队比赛时物资补给区位置随机摆放,原则上区域的随机生成不会破坏比赛公平性)后立即采取初步措施,并将物资补给区的位置坐标发给无人车,无人车抓取物资后前往目标点进行投放,返回到原点,任务完成。无人机和无人车全程自主控制。  
2、创新任务:
参赛队可以围绕以下三个方面创新设计完成比赛任务。
 1) 自主定位能力创新
无人机和无人车在无 GPS 环境下,且不依赖外部定位传感器的前提下(如 UWB、运动捕捉传感器等),可以完成自主定位功能。 
2) 感知避障能力创新
无人机和无人车通过增加传感器,如激光雷达,深度相机等感知传感器,识别障碍物,自主规划最优路径,自主避障驾驶。 
3) 集群协同能力创新
通过增添无人机和无人车数目组成多智能体协同工作完成任务,提高协同效率。

㈠比赛内容

比赛内容围绕无人系统空地协同应用方向,具体分为赛前路演环节、无人协同部件设计、现场竞赛环节、创新答辩环节四个部分。

采用组委会指定的无人协同平台,设计一套由四旋翼无人机及无人车构成的空地协同物资投放系统。无人机上安装垂直向下的激光笔,用于指示巡逻航迹。巡防区域为5m×5m。无人机巡逻时可覆盖地面0.8m宽度区域。以缩短完成全覆盖巡逻时间为原则,无人机按照规划航线巡逻发现物资补给区后立即采取初步措施,并将位置坐标信息发给无人车,使其前往补给处投放物资。

考核要点:

1、组委会官方提供物资补给区,补给区采用直径50CM红色亚克力圆盘设计,每场比赛物资供给区的位置由组委会随机选取,以实际摆放位置为准;

2、参赛选手自行准备笔记本电脑或者其他能显示无人机轨迹的设备,需要能展示无人机的巡逻实时航线图;

3、无人机通过任意按键垂直起飞后,以1.8m±20cm左右高度,在巡防区域按规划的航线完成全覆盖巡逻;

4、无人机发现物资供给区后,将位置数据通过无线通信方式发送给无人车,使其前往供给区抓取物资,并将物资放至指定位置,投放物资时,越接近圆盘中心处分数越高。投放完毕后,随即返回原位置,任务完成;

5、完成巡逻后,无人机返回,准确降落在起飞区域内。

竞赛过程

本赛项以现场裁判技术评分为主(占比85%),同时邀请行业企业专家、媒体、参赛院校师生等公众参与评判(占比15%)。

第一阶段:赛前路演环节

1、重点考核:无人协同空地协同系统效果、视频文字介绍。

2、竞赛内容各个参赛队伍将自主设计的无人系统进行验证演示并录制视频,展示设计的创新点和功能创新点,并用一段文字说明创新点;在4月15日前将视频、图片、说明文字等素材提交给组委会,参与公众评选,评选结果按评分规则记分。

3、参赛视频要求:各个参赛队伍提交的视频,视频内容可包括:参赛队伍介绍、参赛作品设计思路、设计创新点、无人系统空地协同演示验证效果。

4、评分标准:海选投票15分,组委会在大赛公众号发布各个参赛队伍创新设计视频文字,依据公众投票数据顺序排列计分。

第二阶段:无人系统空地协同设计

1、重点考核:无人系统空地协同设计的深度和广度。

2、竞赛内容:参赛队伍可以对无人机和无人车结构、传感器等部件进行开发设计和创新改进。

3、评分标准:

项目

评分细则

分值

无人系统空地协同创新设计

设计合理并有一定创新。

1.结构创新、功能创新,满分10分;

2.协同机制、算法等其他创新,满分10分

注:按项扣分(该项扣完为止)。

20

无人系统空地协同实用设计

1.设计图纸(电子文档)完善,满分5分。

2.模块安装正确,接线正确,能够实现基本赛制要求功能,满分5分

注:按项扣分(该项扣完为止)。

10

总分

创新设计(30%)

30

第三阶段:现场竞赛环节

1、重点考核:通过空地协同系统完成任务的能力及效率。

2、竞赛内容:

1)、组委会官方提供物资供给区,物资补给区由红色亚克力圆盘模拟,圆盘最外环直径为50cm,圆盘内嵌套40cm,30cm,20cm的圆圈,每场比赛物资供给区的位置由组委会随机选取,以实际摆放位置为准;

2)、参赛选手自行准备笔记本电脑或者其他能显示无人机轨迹的设备,需要能展示无人机的巡逻实时航线图;

3)、无人机通过任意按键垂直起飞后,以1.8m±20cm左右高度,在巡防区域按规划的航线完成全覆盖巡逻;

4)、无人机发现补给区后,将位置数据通过无线通信方式发送给无人车,使其前往供给区抓取物资,并将物资放至补给区,任务完成,随即返回原位置;

5)、完成巡逻后,无人机返回,准确降落在起飞区域内。

3、基本任务评分标准:

项目

评分细则

分值

无人机航线巡逻、目标识别

无人机起飞点起飞后自动巡航,并智能识别目标,将目标位置坐标发送给无人车。无人机完成自动起飞得2分,完成航线巡逻得3分,完成智能识别目标得5分。

10

无人车物资抓取、投放

无人车按照要求放置物资,物资位置越靠近内环得分越高,越靠近外环得分越低。按如下规则进行评分:

1、物资放置位置在20cm内得20分;

2、物资放置位置在30cm内且在20cm外得15分;

3、物资放置位置在40cm内且在30cm外得10分;

4、物资放置位置在50cm内且在40cm外得5分;

5、物资放置位置在50cm外不得分。

20

总分

竞赛环节(30%)

30

4、创新任务评分标准:

项目

评分细则

分值

选做1:自主定位

无人机和无人车选择在没有 GPS 环境和不依赖外部定位传感器(如 UWB、运动捕捉传感器等)的前提下完成比赛内容,视为挑战成功。

评分细则如下:

1、挑战成功得5分,挑战不成功不得分。

2、在比赛过程中,无人机和无人车流畅行驶得5分。

 

10

选做2:无人车避障

无人车在起步阶段,可选择穿越场地示意图中的障碍赛道区域,若行驶期间无人车车身始终在白色区域内,且成功按照指示从障碍赛道区域驶入并撤离,视为挑战成功,评分细则如下:

1、 完成避障穿越区域得10

2、 穿越过程中,无人车底座或车轮与蓝色区域有明显重叠,根据全程穿越效果酌情给分,原则上不超过5

3、 车身正中心完全驶入蓝色区域不得分

10

选做3:编队协同

若参赛队伍在一架无人机及一辆无人车的基础上成功添加载具数目,则视为参与编队协同赛项,根据协同表现及协同难度评分:

1、 基本取得良好协同效果,有效提升任务效率,实现基本功能,得15

2、 运行过程中偶然存在碰撞、载具间干涉等情形,实现基本功能,得8

3、 协同存在严重缺陷或故障者,不得分

15

总分

竞赛环节(30%

35

第四阶段:创新答辩环节

1、重点考核:参赛队伍创新设计作品展示、创新点陈述讲解。

2、竞赛内容:参赛队伍在现有无人系统基础上进行创新设计并通过PPT、视频或实物展示,现场针对创新点、设计思路和功能等方面进行答辩。

3、评分标准:

项目

评分细则

分值

设计陈述

答辩思路清晰,语言表述流畅,能简明、正确地叙述设计的主要内容。  

5

创新展示

方案设计合理,尤其是系统结构和算法,结构严谨,条理清楚,分析透彻,逻辑性强,解决问题措施恰当,得7分;有一定的创新性,具有实用和推广价值,得3分。

10

创新深度

概念清晰,反应敏捷,回答内容连贯、条理清楚,得3分;陈述和回答提问的内容整体一致,得2分;对评委特别指出的问题能做出充分说明和解释得3分。

8

团队协作

团队成员能协调配合好,彼此互补,对相关领域的问题能阐述清楚。在规定的时间内完成陈述。 

2

总分

设计答辩(25%)

25

㈢比赛说明

1、巡防区域铺设的亚光喷绘布,左下角黑色区域是无人机起降点,蓝色区域是无人车停车点。无人机可在整个巡防区域上空飞行,无人车在地面区域行驶,不得碾压边界线;

2、测试现场避免阳光直射,但不排除顶部照明灯及窗外环境光照射,参赛队应考虑到测试现场会受到外界光照或室内照明不均等影响因素:测试时不得提出光照条件要求;

3、参赛队使用无人机时应遵守中国民用航空局的相关管理规定;

4、无人机桨叶必须全防护,否则不予测试;

5、无人机上的激光笔垂直向下安装,不得移动、转动;

6、起飞前,无人机可手动放置到起降点;手动一键启动起飞,起飞后整个飞行过程中不得人为干预:若采用无人机以外的启动或急停操作装置,一键启动起飞操作后必须立刻将装置交给工作人员。

7、 现场竞赛环节的自主定位、避障赛项与编队协同赛项属于选做部分,该部分共35分,不计入总分,但若评奖时出现两支同分数的队伍,则需根据选做赛项得分定最终名次,且组委会将为选做赛项得分高的队伍单独颁发最佳创新赛事奖。

8、现场竞赛环节的协同赛项中,新增载具所需执行任务及运行规则与原同类载具相同,若任务表现存在差异,则取得分最高的载具作为队伍分数。

㈣职业素养及安全规范

本次比赛要求参赛选手、指导教师严格注意安全:

1、禁止在无人机网外飞行和试飞。

2、无人机在网内飞行中,禁止任何人进入网内。

3、确保安全用电。

涉及安全规范违规,将直接取消比赛资格。裁判可以根据参赛队伍职业素养及安全规范酌情扣分。

㈤比赛说明:

1、空地协同系统套件为本赛项指定无人系统平台,参赛队伍可以对无人系统平台进行创新设计改进,对部件、结构进行局部调整,对控制进行修改,达到预计的创新效果,完成比赛内容;无人机部件、抓取和投放结构及各电路板的设计可以预先设计并制作好,比赛时带入赛场。

2、比赛时根据赛题的要求和场地实际布置情况,允许现场编制控制程序完成比赛任务(如自动避障、颜色识别、精准投放等功能)。

3、比赛评分原则,根据赛题的要求,完成相关功能和任务,用时短者得分为高。

4、器材联系:李老师13520393070(微信)

5、参赛器材链接:无人系统空地协同套件

六、比赛场地说明

无人系统演示区域示意图如下图所示

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1、竞赛在室内进行,赛位环境总面积64㎡左右(可根据实际场地分多个组别),赛位按照布局示意图布置。

2、每个参赛队设置工作台和工作椅,确保参赛队之间互不干扰。工作台上面摆放电子仪器仪表和用于电子及机械结构部件安装的工具等,工作台内提供有220V电源。(仪器、仪表和工具由参赛队自带)

3、赛场设置飞行网,赛道为5*5米,外网8*8米,高4m。飞行区域将提供给参赛队训练飞行与竞赛飞行使用,飞行区域将用飞行围笼进行保护。

八、竞赛安全

赛事安全是技能竞赛一切工作顺利开展的先决条件,是赛事筹备和运行工作必须考虑的核心问题。赛项执委会采取切实有效措施保证大赛期间参赛选手、指导教师、裁判员、工作人员及观众的人身安全。

比赛期间发生意外事故,发现者应第一时间报告赛项执委会,同时采取措施,避免事态扩大。赛项执委会应立即启动应急预案予以解决并向赛区执委会报告。

(一)安全操作要求

1.竞赛场地指定了飞行空域与安全空域,禁止非工作人员和非上场参赛队员进入飞行空域;无人机飞行中禁止任何人员进入飞行空域。

2.现场设置防护围网,既方便裁判和选手观察飞行测试情况,又防止无人机异常飞行造成伤害。

3.禁止在飞行空域外进行无人机飞行。当参赛选手进入飞行空域取放飞机时,必须征得裁判同意方可进入飞行空域。严禁选手将激光部件通电后恶意向其他人员照射。

4.参赛选手进入赛场比赛,必须穿带符合安全要求的服装和绝缘鞋,不得穿背心、短裤和拖鞋。

5.赛场设备是依照赛项要求安放,在确保安全的基础上,满足赛项的可操作性。参赛选手不得擅自移动、调换和更换。

6.严格遵守操作规程,不得擅自开启电源,不得带电操作,以免造成伤害和事故。

7.比赛结束,参赛选手必须首先关闭电源,清洁桌面,扫除垃圾,整理工作现场,所有移动过的仪器、设备都必须恢复原状。参赛选手与裁判办理终结手续后,方可离场。

8.参赛选手应爱护比赛场所的仪器和设备,操作仪器和设备时,应按规定的操作程序谨慎操作。操作中若违反安全操作规定导致发生较严重的安全事故,将立即取消比赛资格。

(二)比赛环境

1.执委会在赛前组织专人对比赛现场、住宿场所和交通保障进行考察,并对安全工作提出明确要求。赛场的布置,赛场内的器材、设备,符合国家有关安全规定。承办单位赛前将按照执委会要求排除安全隐患。

2.选手进场后开赛前,裁判长将统一进行告知安全操作规范。

3.承办单位将制定赛场用电预案。现场提供医疗和消防安全保障。

4.执委会将会同承办单位制定开放赛场和体验区的人员疏导方案。赛场环境中除了设置齐全的指示标志外,还将增加引导人员,并开辟备用通道。

5.大赛期间,承办单位将按照执委会要求在赛场管理的关键岗位,增加力量,建立安全管理日志。

6.参赛选手进入赛位,赛事裁判、工作人员进入工作场所,严禁携带通讯、照相摄录设备,禁止携带记录用具。如确有需要,由赛场统一配置、统一管理。赛项将根据需要配置安检设备对进入赛场重要区域的人员进行安检。

九、竞赛须知

(一)参赛队须知

1.参赛队选手在报名获得确认后,原则上不再更换,如筹备过程中,选手因故不能参赛,所在学校需出具书面说明并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核。竞赛开始后,参赛队不得更换参赛选手,允许队员缺席竞赛。

2.参赛队按照大赛赛程安排凭大赛执委会颁发的参赛证和有效身份证件参加比赛及相关活动。

3.各参赛队按赛项执委会统一安排参加比赛前熟悉场地环境的活动。

4.各参赛队按赛项执委会统一要求,准时参加赛前说明会和抽签仪式。

5.各参赛队在比赛期间,应保证所有参赛选手的安全,防止交通事故和其它意外事故的发生,为参赛选手购买人身意外保险。

6.各参赛队要发扬良好道德风尚,听从指挥,服从裁判,不弄虚作假。如发现弄虚作假者,取消参赛资格,名次无效。

(二)指导教师须知

1.指导教师应认真研究和掌握本赛项比赛的技术规则和赛场要求,指导选手做好赛前的一切准备工作。

2.在比赛期间指导教师不允许对选手进行指导,禁止使用通讯工具,须在规定的区域观摩或休息,遵守相关规定,部分指导教师代表按要求完成赛事评判。

3.指导教师应在赛后做好技术总结和工作总结。

(三)参赛选手须知

1.参赛选手进入赛场前须将手机等通讯工具交赛场相关人员妥善保管,接受安检,违规带入禁带物品(含U盘、手机、智能手环、智能手表、石英钟表、电子元器件等),一经查出取消比赛资格。

2.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;比赛结束后,现场下发的所有纸质材料均须留在赛场,不得带离赛场,一经发现视为作弊处理。

3.在完成工作任务过程中,因选手个人原因导致交流220V电源供电故障,该参赛队总成绩扣5分。

4.在完成工作任务的过程中,因操作不当导致人身或设备安全事故,扣10-20分,情况严重者取消比赛资格。

5.参赛选手有不服从裁判及监考、扰乱赛场秩序等行为(如在飞行空域外启动无人机进行飞行,将激光部件通电后恶意向其他人员照射等行为)扣10分,情节严重的,取消参赛队竞赛成绩。有作弊行为的,取消参赛队参赛资格。

6.违反赛场纪律,依据情节轻重,扣1~5分。情节特别严重,并产生不良后果的,则报赛项执委会批准,由裁判长宣布终止该选手的比赛。

7.现场裁判宣布竞赛时间结束,选手仍继续操作的,由现场裁判负责记录扣1~5分,情节严重,警告无效的,取消参赛资格。

8.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到任务书的指定位置,未存储到指定位置造成裁判组无法检查结果,相应部分不得分。

9.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经裁判长、现场裁判、技术人员及仲裁共同检测并判定为完好,器件或设备的检测判定时间计入比赛时间,不予以延时补偿;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(设备检测判定开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,酌情对该参赛队进行等量的时间延迟补偿。

十、奖项设置

各参赛队比赛成绩由技术评分与公众评分两部分组成,按比例将两部分评分汇总形成最终参赛队比赛成绩,按分数由高向低排序,颁发2024年全国无人机创新技能大赛奖。

比赛设置团体奖、优秀指导教师奖。具体如下:

一等奖:证书、奖杯

二等奖:证书、奖杯

三等奖:证书、奖杯

优秀参赛作品成果,形成论文可推荐合作期刊发表。

十一、参赛报名

大赛公众号:无人机创新技能大赛

参赛咨询:

李老师13520393070

王老师13073560558

何老师18211079213

报名邮箱:uav@soft8.org

十二、其他说明

本次比赛不收取任何费用。交通住宿费自理。比赛用器材和耗材由各队按组委会要求自行准备,并对设备的安全性负责。

未尽事宜,另行通知。



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全国无人机创新技能大赛组委会

2024年

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配套服务

组委会提供以下配套服务:

1、专业建设:提供无人机相关专业建设、课程体系、师资培训、实训室建设等服务
2、无人机执照培训、师资培训
3、著作权申请:协助参赛团队申报著作权。
4、专利申请:协助参赛团队申报发明专利、实用新型专利。
5、论文发表:推荐SPIE等多个论文发表渠道,协助参赛团队发表论文。
相关服务具体内容请咨询李老师13520393070

同期活动

无人机大会:

2024国际无人机应用及防控大会暨(北京)无人机产业博览会

赛项规程:

2024无人机应用技能赛项规程

2024无人机创意展示赛项规程

比赛器材:

无人系统空地协同套件

TH-380组装教学无人机教学资料

往届活动

2023全国无人机创新技能大赛成功举办

智慧通航与无人机产业创新交流会成功举办

2021首届电力无人机安全应用论坛成功举办

2021全国无人机教育产教融合论坛成功举办

2021全国无人机创新技能大赛成功举办



-无人机创新技能大赛-

诚邀——

无人机全产业链企业、无人机行业应用各领域、开展无人机教育的专业和社团的学校、基础教育无人机社团的学校合作。


公众号 : 无人机创新技能大赛

微信合作:13520393070