水中機(jī)器人比賽(水球2V2、管道檢測)規(guī)則

(―)水球2V2

1.比賽場地

比賽場地為長方形水池，包括兩臺(tái)比賽電腦、一個(gè)支架、兩個(gè)個(gè)攝像頭，兩

套球門、兩個(gè)無線通信模塊。整體示意圖如圖4.1。

圖4.1全局視覺比賽示意圖

(1)場地尺寸

水池內(nèi)部矩形區(qū)域?yàn)樽罱K的有效比賽場地，不包括水池壁及球門架兩側(cè)區(qū)域,

有效比賽場地尺寸為2700mmx2000mmx300mm(長x寬x高)，如圖4.2所示。

除了有效比賽場地和球門區(qū)域外，機(jī)器魚禁止進(jìn)入其它任何區(qū)域。比賽場地由組

委會(huì)統(tǒng)一提供。

3000mm

X

E3

U中心發(fā)球點(diǎn)0

O0

Om

GO球門

7球門m

2700mm

圖4.2比賽場地尺寸

(2)水深度

水深為200--250mm。

(3)顏色

池底和池壁為湖籃色，球門架為白色。

(4)球門

球門由兩塊形球門架組成形成,球門架尺寸為80()mmx15()mmx15()

mm(長x寬x高)，如圖4.3所示。形成的球門寬度約為3()Omm,球門線距離池

壁大約

圖4.3比賽球門架

(5)發(fā)球點(diǎn)

搶球博弈(1V1)的比賽中只有一個(gè)發(fā)球點(diǎn)，位于場地中央，稱為中心發(fā)球

點(diǎn)。發(fā)球點(diǎn)是裁判在比賽開始或比賽中斷重新開始的情況下放置水球的位置，為

防止水球漂移，主裁可以采用湖藍(lán)色球桿將球輕輕固定直至比賽開始。

（6）球門區(qū)

球門區(qū)是指球門線、兩球門架短邊、池壁所圍成的區(qū)域。

（7）觀眾及其他

比賽過程中，場地周圍1.5m范圍內(nèi)除裁判外不得有觀眾或隊(duì)員圍觀。除了

球門、水球和參賽機(jī)器魚外，比賽場地中不得放入其他任何與比賽無關(guān)的設(shè)施或

干擾物。

2.水球

（1）材料

如圖4.4,比賽用水球?yàn)樗芰现频目沙錃獍茨τ媒】登?，充氣后直徑大約為

130mm,顏色為紅色，在球中注入一定體積的水，使球懸浮在一個(gè)合適的深度（露

出約1/5直徑的高度便于機(jī)器魚觸球），水球由組委會(huì)統(tǒng)一提供。

（2）更換水球

比賽過程中，若水球損壞，則由裁判決定暫停比賽以及更換水球，并確定重

新開始時(shí)間。沒有裁判的許可不得更換比賽用水球。

圖4.4水球

3.參賽方

（1）機(jī)器魚

機(jī)器魚游動(dòng)方向定義為長度，擺動(dòng)方向定義為厚度，兩者垂直方向定義為高

度。

頭部長度：15O-18Omm

頭部高度：60-90mm

頭部厚度：30-50mm

尾部長度（不包括尾鰭）：160-190mm,尾部高度厚度不得超過頭部

尾鰭長度：沿長度方向50-80mm,沿高度方向90-120mm

胸鰭尾鰭材料：采用較硬塑料材料，不得用金屬材料，以免比賽中刮壞

尾部材料：尾部統(tǒng)一使用橡膠皮套

機(jī)器魚顏色為黑色，可以在機(jī)器魚的尾鰭側(cè)面粘貼學(xué)校的名稱、標(biāo)志或編號(hào),

以區(qū)別不同球隊(duì)的機(jī)器魚。

每個(gè)機(jī)器魚重量不得超過2kg；在不受擠壓的情況下，機(jī)器魚必須能夠放進(jìn)

一個(gè)底面半徑為75mm,高為450mm的圓筒里面。

參賽隊(duì)伍機(jī)器魚需通過賽會(huì)技術(shù)委員會(huì)檢測和批準(zhǔn)，符合標(biāo)準(zhǔn)者方可參賽。

（2）球隊(duì)

各隊(duì)隊(duì)員最多3名，其中一名為隊(duì)長。比賽開始后，隊(duì)長和隊(duì)員禁止接觸比

賽中的機(jī)器魚。

4.裁判

（1）裁判選擇

裁判由非本場參賽隊(duì)伍選派三人組成，由組委會(huì)指定，其中主裁1人，副裁

兩人。每支隊(duì)伍必須至少選派一名隊(duì)員作為主裁或者副裁候選人，這些隊(duì)員必須

熟悉比賽規(guī)則。主裁負(fù)責(zé)控制整個(gè)比賽，副裁負(fù)責(zé)一些輔助任務(wù)以幫助主裁使比

賽順利進(jìn)行。

（2）主裁職責(zé)

①賽前宣布比賽規(guī)則，檢查場地設(shè)置，復(fù)查參賽者的機(jī)器魚是否符合規(guī)定。

②宣布開始、重新開始比賽，暫停、繼續(xù)、結(jié)束比賽，宣布比賽結(jié)果。

③根據(jù)比賽規(guī)則判斷機(jī)器魚是否犯規(guī)，并對犯規(guī)機(jī)器魚進(jìn)行處罰。

④記錄比賽時(shí)間，進(jìn)球和比賽中斷時(shí)暫停計(jì)時(shí)，重新開球后恢復(fù)計(jì)時(shí)；鳴

哨罰點(diǎn)球時(shí)，計(jì)時(shí)不中斷。

⑤記錄比賽雙方成績。比賽開始后，發(fā)現(xiàn)參賽者遠(yuǎn)程遙控機(jī)器魚，判罰違

規(guī)者輸?shù)舯荣悾ù藭r(shí)比分小于0：5,則最終比分為0：5；否則此時(shí)的比分為

最終比分）。

⑥比賽開始后，禁止參賽隊(duì)員接觸比賽中機(jī)器魚，違者裁判可進(jìn)行適當(dāng)處

罰。

⑦如果比賽中出現(xiàn)機(jī)械或其他故障，參賽隊(duì)伍可以向主裁提出申請，由主

裁進(jìn)行裁決，或者中斷比賽，或者繼續(xù)比賽。

⑧開球時(shí)確保水球位于正確的位置上。主裁調(diào)整球位置時(shí)使用的球桿必須

為湖藍(lán)色，以保證不對比賽雙方顏色識(shí)別造成干擾。

⑨在比賽期間，主裁享有最終裁定權(quán)。如戾隊(duì)員對裁決有爭論，給予黃牌

警告；如若爭論不止，則出紅牌取消其比賽資格。

⑩比賽結(jié)束時(shí)雙方隊(duì)長必須在計(jì)分紙上簽字確認(rèn)。只有在計(jì)分出錯(cuò)的情況

下，賽后才允許提出抗議。

（3）副裁職責(zé)

①維護(hù)比賽秩序。

②禁止比賽無關(guān)人員進(jìn)入比賽場地。

③根據(jù)主裁指令拿出或者放入機(jī)器魚。

（4）機(jī)器魚控制平臺(tái)

各參賽隊(duì)伍采用自己的控制平臺(tái)進(jìn)行圖像處理和目標(biāo)識(shí)別，采用自己的策略

算法進(jìn)行比賽。

5.照明以及全局視覺系統(tǒng)

（1）照明

水池上方四角各安裝節(jié)能照明燈，具體比賽場地情況由主辦方統(tǒng)一設(shè)置，并

提前向各參賽隊(duì)伍公布。參賽隊(duì)伍應(yīng)于比賽前到達(dá)比賽場地，調(diào)試機(jī)器魚以便適

應(yīng)場內(nèi)照明環(huán)境。

（2）攝像頭

整個(gè)場地2個(gè)攝像頭位于場地的中心，攝像頭攝像范圍必須能覆蓋到整個(gè)場

地。比賽時(shí)，各隊(duì)分別完成自己的圖像處理任務(wù)。為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及公平起見，采

用的攝像頭必須有相同的性能參數(shù)，建議使用組委會(huì)推薦的大恒水星系列

MER-040-60UC型號(hào)。

6.無線通信

（1）通信模塊

機(jī)器魚內(nèi)置無線通信模塊，比賽過程中可以和主機(jī)進(jìn)行無線通信。

（2）通信頻率

每個(gè)隊(duì)采用自己的通信頻率，比賽期間不得在場地附件打開通訊頻率進(jìn)行調(diào)

試。比賽中使用何種頻率根據(jù)場地的頻率標(biāo)識(shí)，聽從裁判安排統(tǒng)一調(diào)整。

通信頻率可調(diào)范圍要擴(kuò)充到最大，比賽頻率要公開限定在某幾個(gè)頻率上。

7.賽前準(zhǔn)備

為確保機(jī)器魚符合比賽要求，賽前將由賽會(huì)的技術(shù)委員檢查各參賽隊(duì)的機(jī)器

魚。比賽期間機(jī)器魚若有修改，修改后的機(jī)器魚必須再次接受檢查。比賽前賽會(huì)

必須公布比賽賽程，并為每個(gè)參賽隊(duì)伍提供調(diào)試的時(shí)間。賽會(huì)應(yīng)盡量安排每輪比

賽前至少有30分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間。比賽用移動(dòng)硬盤或U盤保存自己的程序和數(shù)據(jù)。

8.遲到處罰

（1）對抗比賽遲到處罰

參賽隊(duì)伍每遲到5分鐘（不足5分鐘時(shí)以5分鐘記算），對方球隊(duì)可獲得一

個(gè)入球；參賽隊(duì)伍若在比賽開始25分鐘后仍未到場的，則喪失比賽權(quán)，對方球

隊(duì)以5：0的分?jǐn)?shù)勝出。

（2）非對抗比賽遲到處罰

參賽隊(duì)伍遲到5分鐘（不足5分鐘時(shí)以5分鐘記算），取消冠軍爭奪資格；

遲到10分鐘，取消冠亞軍爭奪資格；遲到10分鐘以上者，此項(xiàng)比賽得分為0

分。

9.比賽時(shí)間

（1）上下半場時(shí)間

上下半場各5分鐘（不包括暫停時(shí)間），整場比賽將持續(xù)計(jì)時(shí)（兩個(gè)5分鐘

半場）。比賽使用一個(gè)總計(jì)時(shí)器，除非比賽雙方和裁判一致同意更改時(shí)間，否則

比賽時(shí)間不會(huì)改變。

（2）中場休息

中場休息時(shí)間為5分鐘，除非比賽雙方和裁判一致同意更改時(shí)間，否則比賽

時(shí)間不會(huì)改變。

10.比賽過程

（1）賽前準(zhǔn)備

為確保機(jī)器魚符合比賽要求，賽前將由賽會(huì)的技術(shù)委員檢查各參賽隊(duì)的機(jī)器

Mo比賽期間機(jī)器魚若有修改，修改后的機(jī)器魚必須再次接受檢查。比賽前賽會(huì)

須公布比賽賽程，并為每個(gè)參賽隊(duì)伍提供調(diào)試的時(shí)間。賽會(huì)應(yīng)盡量安排每輪比賽

前有10分鐘的調(diào)試時(shí)間。比賽用移動(dòng)硬盤或u盤保存自己的程序和數(shù)據(jù)。

（2）場地選擇

上半場開始時(shí)，由裁判投擲硬幣，由比賽雙方隊(duì)長猜測硬幣朝向，猜對的一

方首先挑選半場，另一方開球；下半場開始時(shí)雙方互換場地,并由另外一方開球。

3000mm

2700mm

圖4.5全局水球2V2開球效果圖

(3)開球位置

球的位置都位于場地中心發(fā)球點(diǎn)，所有機(jī)器魚必須位于自己應(yīng)置區(qū)內(nèi)，且必

須靜止不動(dòng)。水球2V2比賽開球效果如圖4.5所示。

(4)開球

裁判鳴哨開球后，所有的機(jī)器魚由各參賽隊(duì)員手動(dòng)啟動(dòng)e在裁判哨聲前搶先

啟動(dòng)的機(jī)器魚將被警告，二次警告后將被移離比賽場地，不得再參加比賽。

比賽分上下兩個(gè)半場。在上半場開場時(shí)，A隊(duì)機(jī)器魚從靠近水球點(diǎn)出發(fā)，B

隊(duì)機(jī)器魚從本方球門處出發(fā)，以體現(xiàn)開球優(yōu)勢；同理，在下半場開場時(shí)，B隊(duì)機(jī)

器魚從靠近水球點(diǎn)出發(fā)，A隊(duì)機(jī)器魚從本方球門出發(fā)。

若有一方進(jìn)球后，則重新開球。被進(jìn)球方的機(jī)器魚從靠近水球點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)球

方的機(jī)器魚則從本方球門出發(fā)。

(5)重新開球

下列情況必須重新開球：

①比賽上下半場開始；

②進(jìn)球后重新開始；

③比賽暫停后重新開始。

(6)比賽中斷

如果雙方機(jī)器魚發(fā)生碰撞造成故障或發(fā)生其他特殊情況時(shí)，裁判可以鳴哨中

斷比賽，但是否繼續(xù)計(jì)時(shí)，由裁判決定；裁判鳴哨恢復(fù)比賽，所有機(jī)器魚回到自

己半場，重新開球。

（7）更換機(jī)器魚

比賽過程中，如果一方機(jī)器魚出現(xiàn)故障，可以更換機(jī)器魚，更換過程如下：

①更換方隊(duì)長向裁判申請更換機(jī)器魚；

②裁判同意更換機(jī)器魚；

③裁判將更換后的機(jī)器魚于水池中線靠邊緣位置重新放置。

更換的機(jī)器魚必須放置在水池中線靠邊緣區(qū)域，并且方向不能對其進(jìn)攻有利,

機(jī)器魚更換次數(shù)不受限制，被換出的機(jī)器魚可以重新參加比賽。機(jī)器魚更換過程

中比賽不暫停。

如果故障是因?yàn)楹蛯Ψ綑C(jī)器魚擠撞造成的，裁判可以決定是否繼續(xù)比賽或者

暫停比賽。比賽暫停和半場結(jié)束時(shí)，可以更換機(jī)器魚，不需要通知裁判。

（8）犯規(guī)以及處罰

當(dāng)水球整體位于攻方半場時(shí)，如果守方機(jī)器魚有超過一半部分越過球門線進(jìn)

入球門區(qū)，則被判犯規(guī)。裁判應(yīng)立即將犯規(guī)機(jī)器魚拿出，于中線位置重新放置，

放置過程遵循機(jī)器魚更換規(guī)則。

（9）點(diǎn)球

如果比賽結(jié)果為平局且必須決出勝負(fù)，那么比賽雙方將進(jìn)行點(diǎn)球。罰點(diǎn)球時(shí)，

水球放在球場中點(diǎn)上，主罰機(jī)器魚放在己方半場開球位置。點(diǎn)球大戰(zhàn)包括兩輪：

第一輪，對方有一條機(jī)器魚進(jìn)行防守，時(shí)間最多3分鐘，進(jìn)球時(shí)間短者獲勝；若

都沒有進(jìn)球或時(shí)間相同，進(jìn)入第二輪，去掉對方機(jī)器魚，重復(fù)上述過程，時(shí)間最

多2分鐘，進(jìn)球時(shí)間短者獲勝。

11.計(jì)分規(guī)則

（1）進(jìn)球得分

在比賽正常進(jìn)行情況下，如果水球整體越過球門線，由裁判鳴哨判定攻方球

隊(duì)進(jìn)球得分，“烏龍球”視為對方的進(jìn)球。

（2）積分和名次

比賽中進(jìn)球更多的球隊(duì)獲得比賽勝利，如果進(jìn)球數(shù)相同，則比賽為平局。根

據(jù)比賽結(jié)果球隊(duì)按照下列規(guī)則獲得積分：

獲勝=3分平局=1分輸球=()分

小組賽時(shí)如果兩支球隊(duì)積分相同，那么按照下列規(guī)則決定球隊(duì)名次：

①球隊(duì)凈勝球數(shù)；

②每場比賽平均進(jìn)球數(shù)；

③兩支球隊(duì)之間比賽勝負(fù)情況。

(-)管道檢測

圖4.6管檢檢測賽場示意圖

1.比賽項(xiàng)目場地設(shè)置

場地如圖4.6所示，用直徑75mm白色PVC管鋪設(shè)模擬輸油管線，PVC管

鋪入水池底部，管線如場地圖所示。用直徑3cm圓形實(shí)心黑色標(biāo)記表示漏油處，

共設(shè)置8個(gè)漏油處，隨機(jī)分布在輸油管各處。場地圖標(biāo)識(shí)起點(diǎn)和終點(diǎn)所處的虛線

方框內(nèi)部分別為起點(diǎn)區(qū)和終點(diǎn)區(qū)，起點(diǎn)區(qū)和終點(diǎn)區(qū)用黑色膠帶標(biāo)記規(guī)劃范圍。

2.比賽內(nèi)容

(1)比賽說明

水中救援項(xiàng)目是水下機(jī)器人面向機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用方向的非對抗技術(shù)挑戰(zhàn)比

賽。比賽使用水下機(jī)器人搭建水下輸油管檢測機(jī)器人，賽項(xiàng)的設(shè)置是對水下機(jī)器

人商業(yè)應(yīng)用實(shí)踐項(xiàng)目的模擬應(yīng)用，能夠激發(fā)學(xué)生對水中機(jī)器人應(yīng)用的興趣，提高

學(xué)生的機(jī)器人結(jié)構(gòu)、電路、軟件等方面的知識(shí)技術(shù)水平。參賽隊(duì)各派一條由水下

機(jī)器人改進(jìn)的機(jī)器人參加比賽，該機(jī)器人使用推進(jìn)機(jī)構(gòu)越少越好。

(2)比賽過程:

比賽開始前水下機(jī)器人至于起點(diǎn)分隔線框內(nèi)，不得超過分隔線。裁判吹哨示

意比賽開始，比賽計(jì)時(shí)開始，由裁判遠(yuǎn)程連接并啟動(dòng)機(jī)器人，啟動(dòng)后不允許再進(jìn)

行任何操作。機(jī)器人沿著輸油管線按照白色箭頭指示方向游動(dòng)，不得偏離管線，

從正上方觀察若機(jī)器人在水平面上的投影與管線在水平面上的投影沒有重疊則

比賽停止，計(jì)時(shí)結(jié)束。游動(dòng)的同時(shí)檢測管線上標(biāo)記的漏油處，檢測到漏油處時(shí)通

過一定方式現(xiàn)場告知裁判及觀眾，可以是聲音、光、回傳PC機(jī)數(shù)據(jù)等，機(jī)器人

全身進(jìn)