01 背??景

??全 國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽^[1] 是以智能汽車為研究對(duì)象的創(chuàng)意性科技競(jìng)賽，是面向全國(guó)大學(xué)生的一種具有探索性工程的實(shí)踐活動(dòng)，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競(jìng)賽之一。競(jìng)賽以立足培養(yǎng)，重在參與，鼓勵(lì)探索，追求卓越為指導(dǎo)思想，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)意性科技競(jìng)賽能力。

??近年來(lái)，人工智能這一科技浪潮正在深刻改變著世界，智能機(jī)器人作為人工智能的一個(gè)綜合性載體已經(jīng)開(kāi)始滲透進(jìn)日常生活的方方面面。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和先進(jìn)自動(dòng)控制設(shè)備的廣泛采用，以及人力成本的日益增加，對(duì)自動(dòng)化搬運(yùn)環(huán)節(jié)的需求也越來(lái)越大，但是目前國(guó)內(nèi)智慧物流方面的技術(shù)人才比較匱乏。

? ? ? ? 本次大賽以工業(yè)智慧物流為主題，以無(wú)人駕駛技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用為基礎(chǔ)，圍繞人工智能領(lǐng)域典型傳感器的使用、操作、編程、調(diào)試等內(nèi)容，考察選手對(duì)當(dāng)下熱門的運(yùn)動(dòng)控制、無(wú)人駕駛算法、視覺(jué)識(shí)別算法的應(yīng)用能力，強(qiáng)化選手對(duì)智能感知技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用的綜合技能，為在工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用人工智能技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)?？倹Q賽成績(jī)前10的隊(duì)伍可以獲得航天三院內(nèi)推名額。科技強(qiáng)軍，航天報(bào)國(guó)！

02 參賽要求及安排

一、參賽要求

??1）航天智慧物流創(chuàng)意組比賽作為智能汽車競(jìng)賽的創(chuàng)意比賽面向全國(guó)全日制在校研究生、本科生和?？粕?/p>??2）每個(gè)隊(duì)伍最多參與學(xué)生5人，指導(dǎo)老師1~2名；

??3）未參加線上預(yù)選賽，亦可報(bào)名參加線下分區(qū)選拔賽；

??4）每個(gè)學(xué)校允許多支隊(duì)伍參加線上預(yù)選賽，但只能一只隊(duì)伍通過(guò)線上預(yù)選賽獲得贊助車模。

二、賽事時(shí)間安排

賽段	時(shí)間點(diǎn)	進(jìn)度
線上預(yù)選賽	2021年12月1日	線上預(yù)選賽開(kāi)啟報(bào)名
	2022年3月31日	線上預(yù)選賽報(bào)名入口關(guān)閉，報(bào)名結(jié)束
	2022年4月8日	公布線上成績(jī)及獲得使用權(quán)隊(duì)伍名單
分賽區(qū)選拔賽	2022年4月10日	發(fā)放并郵寄整套航天?輕舟機(jī)器人
	2022年4月-7月	提供線上或線下的技術(shù)培訓(xùn)（多次）
	2022年6月15日	公布線下選拔賽名單
	2022年7月-8月	分賽區(qū)選拔賽舉辦
全國(guó)總決賽	2022年8月	全國(guó)總決賽舉辦

03 報(bào)名與選拔

??下面是線上預(yù)選賽報(bào)名及選拔方案。

一、線上賽報(bào)名

??發(fā)送郵件到郵箱qingzhouai@163.com進(jìn)行報(bào)名及相關(guān)咨詢，參賽報(bào)名回執(zhí)表見(jiàn)附件1。

二、篩選方案

??本次競(jìng)賽協(xié)辦方提供60臺(tái)車模等設(shè)備贊助，提供車模在本賽季競(jìng)賽期間的使用權(quán)。最后綜合線上預(yù)選賽的成績(jī)，在全部隊(duì)伍中評(píng)選出60支隊(duì)伍獲取贊助資格。

三、作品提交

??本次線上預(yù)選賽需要按照要求提交測(cè)試視頻、工程代碼和方案報(bào)告，將資料在報(bào)名截止前發(fā)到指定郵箱qingzhouai@163.com。

四、需要下載文件及資料

• 鏈接：https://pan.baidu.com/s/1WnDCgMjISsliRNvJTZtHqw
• 提取碼：09u5

04 線上預(yù)選賽

??下面為線上預(yù)選賽比賽方案。

一、線上預(yù)選賽規(guī)則

??線上預(yù)選賽考察選手對(duì)智慧物流中無(wú)人駕駛相關(guān)所需的基礎(chǔ)知識(shí)以及相關(guān)算法的理論學(xué)習(xí)、軟件調(diào)試編寫(xiě)能力等?？疾靸?nèi)容主要包括關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)和技術(shù)說(shuō)明分檔兩部分。共五個(gè)技術(shù)任務(wù)，參賽隊(duì)伍五個(gè)任務(wù)中任選四個(gè)，進(jìn)行完成，每個(gè)技術(shù)任務(wù)25分，滿分100分。

• 備注：若五個(gè)技術(shù)任務(wù)，都進(jìn)行解答，選取四個(gè)最高分，進(jìn)行計(jì)分。

1、五個(gè)關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)

??選手根據(jù)提供的相關(guān)技術(shù)資料，完成關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的學(xué)習(xí)及代碼編寫(xiě)測(cè)試。

（1）通過(guò)串口通訊控制單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制

??學(xué)習(xí)阿克曼運(yùn)動(dòng)模型，前輪轉(zhuǎn)向使用轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制，后兩輪驅(qū)動(dòng)采用直流有刷減速電機(jī)，要求使用單片機(jī)完成兩類電機(jī)的控制。

• 技術(shù)要求：

• 通過(guò)串口助手和單片機(jī)通訊并下發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令；
• 單片機(jī)接收串口助手的指令并驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和差速控制；
• 單片機(jī)接收串口助手的指令控制舵機(jī)和電機(jī)基于阿克曼運(yùn)動(dòng)算法的轉(zhuǎn)動(dòng)。

• 提交要求：

• 完整源代碼（關(guān)鍵部分及創(chuàng)新點(diǎn)寫(xiě)明注釋）和說(shuō)明文檔（包含代碼講解、應(yīng)用場(chǎng)景、未來(lái)優(yōu)化等內(nèi)容）；
• 運(yùn)行結(jié)果視頻（通過(guò)串口助手發(fā)送位置信息來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、舵機(jī)左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制，以及基于阿克曼轉(zhuǎn)向時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的差速控制）。

（2）中央任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)—通信開(kāi)發(fā)

??學(xué)習(xí)socket通信、掌握C 編程、熟悉ROS通信機(jī)制，完成中央任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)與ROS系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交互。

• 技術(shù)要求：

• 上位機(jī)開(kāi)發(fā)工具指定為Visual Studio或者Qt；
• 在Windows上創(chuàng)建客戶端，ROS上創(chuàng)建服務(wù)器端；
• 開(kāi)發(fā)上位機(jī)人機(jī)交互界面，最終實(shí)現(xiàn)Windows端“哈嘍,輕舟機(jī)器人!”“Hello，AI Word!”“1024 ?1024 ?1024”等內(nèi)容與ROS端互傳。

• 提交要求：

• 上面第三項(xiàng)需要提交視頻（附帶講解）及源碼；
• 撰寫(xiě)技術(shù)說(shuō)明文檔。

（3）計(jì)算機(jī)視覺(jué)—車道線檢測(cè)

??使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)方法和技術(shù)，識(shí)別、檢測(cè)提供視覺(jué)數(shù)據(jù)中的車道線目標(biāo)。

• 技術(shù)要求：

• 使用OpenCV、深度學(xué)習(xí)等方法（自選），識(shí)別提供視頻中的車道線；
• 輸出車道線中點(diǎn)在每幀圖像中的坐標(biāo)數(shù)組。

• 提交要求：

• 完整源代碼（關(guān)鍵部分及創(chuàng)新點(diǎn)寫(xiě)明注釋）；
• 檢測(cè)過(guò)程視頻（錄制長(zhǎng)度不短于1分鐘）；
• 說(shuō)明文檔（包含性能分析、創(chuàng)新說(shuō)明、未來(lái)優(yōu)化等內(nèi)容）；

??如使用深度學(xué)習(xí)方法，還須提交：

• 標(biāo)注、訓(xùn)練過(guò)程視頻（錄制長(zhǎng)度分別不短于1分鐘）；
• 模型權(quán)重文件。

（4）在ROS中實(shí)現(xiàn)A*路徑規(guī)劃

??學(xué)習(xí)A*路徑規(guī)劃算法，優(yōu)化啟發(fā)函數(shù)，并在ROS中進(jìn)行測(cè)試。

• 技術(shù)要求：

• 安裝Linux系統(tǒng)，建議Ubuntu18.04；
• 安裝ROS環(huán)境并學(xué)習(xí)其基本操作；
• 查找A路徑規(guī)劃資料，學(xué)習(xí)并熟知A路徑規(guī)劃算法；
• 對(duì)比賽中所提供A*算法的啟發(fā)函數(shù)AstarPathFinder::getHeu( )代碼進(jìn)行優(yōu)化或改進(jìn)并編寫(xiě)代碼，此次比賽中提供了三種基本啟發(fā)函數(shù)代碼：曼哈頓距離、對(duì)角距離和歐幾里得距離，可以任選一種進(jìn)行改進(jìn)，或者選擇其他更優(yōu)的啟發(fā)函數(shù)。

• 提交要求：

• 完整源代碼；
• 視頻1，根據(jù)比賽所提供的功能包在Rviz上完成測(cè)試；
• 視頻2，你設(shè)計(jì)的方法在Rviz上完成測(cè)試；
• 撰寫(xiě)報(bào)告，內(nèi)容包括：
• 改進(jìn)算法的原理介紹和相關(guān)出處；
• 比賽提供的算法與你的算法在比賽提供的地圖中路徑結(jié)果截圖；
• 分析你的結(jié)果。

（5）應(yīng)用SLAM技術(shù)，建立二維柵格化地圖

??學(xué)習(xí)常見(jiàn)的SLAM知識(shí)，使用Cartographer算法實(shí)現(xiàn)二維柵格化地圖的建立，并進(jìn)行優(yōu)化和測(cè)試。

• 技術(shù)要求：

• 查找建圖相關(guān)資料，了解常用的激光SLAM算法；
• 安裝Linux系統(tǒng)，建議Ubuntu18.04；
• 安裝ROS環(huán)境并學(xué)習(xí)其基本操作；
• 完成谷歌Cartographer算法建圖環(huán)境搭建；
• 使用Cartagrapher算法進(jìn)行建圖測(cè)試；
• 學(xué)習(xí)算法原理，對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化及測(cè)試。

• 提交要求：

• 根據(jù)資料包提供的數(shù)據(jù)集完成建圖測(cè)試，錄制視頻；
• 撰寫(xiě)技術(shù)實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)說(shuō)明。

??注意：所有賽題均需提供工程源碼和輸出結(jié)果，錄制測(cè)試視頻，文件命名形式：

“智慧物流報(bào)告