Versenyleírás és szabályzat

Átírás

1 Versenyleírás és szabályzat szeptember 9. Rev. 1.0 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 1117 Budapest, Magyar tudósok körútja 2. Q épület, B szárny, II. em Telefon: +36/1/ , +36/1/ Fax: +36/1/ H-1521 Budapest

2 Tartalom I. A verseny célja... 4 II. Résztvevők... 4 III. Eszközök... 4 IV. Az akadálypályák... 5 V. Külső beavatkozások... 6 VI. A játék menete... 6 VII. A gyorsasági pálya elemei... 8 A. Egyszerű vezetővonal... 8 B. Safety car... 8 C. Gyorsasági szakasz... 9 D. Időmérő kapu... 9 VIII. Az ügyességi pálya elemei A. Egyszerű vezetővonal B. Start C. Úttorkolat D. Párhuzamos parkolás E. Utánfutós telephely F. Határátkelő G. Billenő híd H. Autófordító I. Cél IX. Kvalifikációk A. Q1 kvalifikáció: Előzetes kvalifikáció B. Q2 kvalifikáció: Ügyességi kvalifikáció C. Q3 kvalifikáció: Gyorsasági kvalifikáció X. Pontozás A. Hozott pontok Q1 kvalifikáció (25 pont) B. Ügyességi forduló (30 pont) C. Gyorsasági forduló (30 pont) D. Különdíj (15 pont) XI. Tantárgyi értékelés A. Robotirányítás rendszertechnikája B. Önálló laboratórium/szakmai gyakorlat XII. Időpontok, lebonyolítás

3 A. A robotok átvételének feltételei B. Tesztpályák XIII. Ajánlott ütemterv XIV. Függelék A. Rádiós kommunikáció leírása B. Alaplemezzel kapcsolatos tudnivalók C. Műszaki rajzok és ábrák

4 I. A verseny célja A 2015/2016-os tanév őszi félévében immár hetedszer kerül megrendezésre a RobonAUT verseny a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (BME-VIK) Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszékének (a továbbiakban AUT) gondozásában. Célunk, hogy hallgatóinknak órarenden kívüli lehetőséget biztosítsunk arra, hogy az elméletben tanultakat a gyakorlatba átültetve kipróbálják magukat eljövendő szakmájukban, összemérjék tudásukat és elszántságukat, és mindeközben jól szórakozzanak. A RobonAUT versenyen önállóan működő (autonóm) robotjárművek és készítőik vesznek részt. A robotok feladata, hogy emberi beavatkozás nélkül, minél rövidebb idő alatt végigjussanak különböző akadálypályákon, a lehető legtöbb részfeladatot teljesítve útjuk során. A RobonAUT tulajdonképpen egy egész szemeszteren végighúzódó hallgatói projekt. A félév során a résztvevők folyamatos munkájára van szükség ahhoz, hogy a vizsgaidőszak után megrendezett versenyen sikert érjenek el. Az lesz a győztes, aki a legkifinomultabban működő, gyors és pontos irányítással szereli fel robotját, és így a legtöbb pontot szerzi a mindent eldöntő futamokon. A legjobbak eredményét erkölcsi siker, és a tanulmányi teljesítménybe való beszámítás is honorálja. A kiemelkedő robotokról TDK dolgozat vagy publikáció is benyújtható. II. Résztvevők A robotverseny az AUT által oktatott Robotirányítás rendszertechnikája című tantárgyhoz kapcsolódik a legszorosabban, amely a villamosmérnöki MSc képzés Számítógépalapú rendszerek, valamint a mechatronikus MSc képzés Intelligens beágyazott mechatronikai rendszerek szakirányainak egyik tantárgya. A résztvevők a tantárgy hallgatói közül kerülnek ki. A versenyre csapatok nevezhetnek az őszi félévben induló tantárgy első oktatási hetében. Csapatonként egy robotot kell készíteni. A csapatok létszáma 3 fő (nagyon indokolt esetben, egyedi engedéllyel 2 fő). III. Eszközök A versenyt gondozó tanszék eszközöket biztosít, és anyagi támogatást nyújt a résztvevő csapatoknak a robotok megépítéséhez. Ez magában foglalja a legfontosabb részegységek, építőelemek beszerzését, a tanszéki laborok használatának lehetőségét, valamint adott mértékig a felmerülő gyártási és alkatrészköltségeket. A tanszék által biztosított eszközök: 1 db autómodell. Rádió-távirányítású, 1:10 méretarányú Truggy autómodell, amely megfelelő átalakítások után a robot mechanikai platformjaként szolgál. 1 db processzorkártya. Az ST Microelectronics által gyártott STM32F4Discovery fejlesztőkártya, amely egy ARM Cortex-M4 processzormaggal rendelkező mikrokontrollert, és számos bővítési lehetőséget tartalmaz. 2 db rádiós modul (adó és vevő). A verseny indításánál játszanak fontos szerepet a rádiós modulok. A vevőmodul segítségével értesül a robot, hogy elindulhat az ügyességi pályán. Az adó modul pedig egy szimulátorként funkciónál, amely 4

5 segítségével a versenyt megelőzően a csapatok tesztelhetik az indítás folyamatát. További részletek a VI. Fejezetben és a Függelékben. Nélkülözhetetlen modulok, alkatrészek. A fejlesztéshez mindenképpen szükséges, vagy nagy könnyebbséget jelentő eszközök: o 1 db ST SPBT2632C2A.AT2 Bluetooth modul az egyszerű, vezeték nélküli szerviz-kommunikációhoz (a verseny idejére eltávolítandó vagy deaktiválandó) o 1 db ST STEVAL-MKI107V2 MEMS giroszkóp o 1 db SHARP GP2Y0A02YK0F infravörös analóg távolságszenzor cm-es méréstartománnyal o 2 db SHARP GP2Y0A41SK0F infravörös analóg távolságszenzor 4 30cm-es méréstartománnyal o 1 db alaplemez előre elkészített rögzítő furatokkal és extra lökhárítóval Ft szabadon felhasználható költségkeret. A tanszék a fenti egységeken túlmenően a felmerülő nyomtatott áramkör gyártási és alkatrész beszerzési költségeket számla ellenében az említett értékhatárig megtéríti. IV. Az akadálypályák A verseny során a résztvevő robotjárműveknek két akadálypályán kell végighaladniuk, és ennek során különböző feladatokat kell teljesíteniük. Az egyik pályán kizárólag a gyorsaság, míg a másikon az ügyesség is számít. Az akadálypályák alapvetően vízszintes, sík felületen lesznek kialakítva. A gyorsasági pályán enyhe emelkedő, ill. lejtő előfordulhat; ezek tulajdonságairól a csapatokkal előzetesen egyeztetünk. A tájékozódást a következők segítik: A robot által követendő útvonalat fekete vezetővonal jelöli ki. A tájékozódáshoz bizonyos helyeken a vezetővonal mellett elhelyezett falak szolgáltatnak kiegészítő információt. Előfordulhat olyan eset is, amikor a vezetővonal eltűnik a falak mellől vagy közül, és kizárólag a falak adnak tájékoztatást a haladási irányról. A pályák szakaszokra vannak osztva, a szakaszokat ellenőrző pontok határolják. Az ellenőrző pontokat a vezetővonalra merőleges, attól eltérő (fehér) színű vonalak jelzik. Egy ellenőrző pont akkor tekinthető teljesítettnek, ha a robot teljes terjedelmével elhaladt a vezetővonal és a fehér vonal metszéspontja fölött. A gyorsasági pálya alapvetően egy önmagába záródó vezetővonalból álló, tehát kör jellegű pálya, ahol minél jobb köridő elérése a cél. A gyorsasági pálya nyomvonalát a Függelék tartalmazza. Az ügyességi pálya egy start-cél szervezésű pálya, ahol a feladat az, hogy az autó a vezetővonalon végigmenve áthaladjon az összes ellenőrző ponton, és eljusson a célba. A pályán különböző ügyességi feladatok teljesítendők, amelyeket az Az ügyességi pálya elemei c. fejezetben ismertetünk. 5

6 V. Külső beavatkozások A verseny alapvető célja, hogy a robotok autonóm működésűek legyenek, vagyis emberi beavatkozás nélkül hajtsák végre a feladatokat. A robotoknak magukban kell foglalniuk a teljes irányítórendszerüket és tápellátásukat. Játék közben a robot és a külvilág között semmilyen kommunikáció, vagy távvezérlés nem megengedett, még a robot felől külső eszköz felé történő kommunikáció sem! Ez alól kivételt jelenthet a robot tetején a szervezők által elhelyezett kamera, amely élőképet sugároz az autó szemszögéből. Szintén kivételt jelent az indításhoz használt rádiós kommunikáció is. Ezek a kommunikációs rendszerek önálló egységet alkotnak, nem hozzáférhetők a versenyzők számára. Kivételes esetben lehetőség van korlátozott számú külső (kézi) beavatkozásra. Abban az esetben, ha a robot letért a vezetővonalról, és a csapat úgy ítéli meg, hogy eltévedt, az egyik csapattag visszahelyezheti a vonalra, a következő feltételekkel: A csapattagnak beavatkozási szándékát egyértelműen tudatnia kell a versenybíróval (kézjelzéssel, szóval) Futamonként maximum 5 beavatkozás lehetséges, ennél több beavatkozás érvényteleníti a futamot A robot visszahelyezésének szabálya a következő: Ha a robot az n-edik ellenőrző pont teljesítése után tért le a vezetővonalról, akkor kizárólag az n 1-edik és az n+1-edik ellenőrző pontok közötti pályaszakaszokra helyezhető vissza. Ez a szabály két dolgot is magában foglal. Egyrészt lehetőség van egy-egy pályaszakasz kihagyására (korlátozott számban). Másrészt nem engedélyezett, hogy az eltévedt robot bárhonnan visszahelyezhető legyen például a startmezőbe, hogy elölről kezdje az egész pálya végrehajtását. Ha a robot menet közben nekimegy a mozdítható pályaalkatrészeknek úgy, hogy azok elmozdulnak, akkor az elmozdulás mértékétől függően a pályabírók kötelező beavatkozást rendelhetnek el. Ekkor a bírók helyreállítják az elmozdított elemet, az egyik csapattagnak pedig vissza kell helyeznie a robotot a vezetővonalra. Ez a beavatkozás is beleszámít a maximum 5 külső beavatkozásba. VI. A játék menete A verseny összesen két fordulóból áll, ezek a következők: Ügyességi forduló Gyorsasági forduló Egy fordulóban egy csapatnak egy futama van. Az ügyességi forduló futamaiban minden csapat robotjának egyszer kell végigmennie az ügyességi pályán. A gyorsasági fordulóban minden robot legfeljebb három kört tehet meg a gyorsasági pályán, ezek közül a legjobb köridő számít bele az eredménybe. Az ügyességi és a gyorsasági fordulók sorrendje előre nem ismert, sőt akár csapatonként különböző is lehet. Tehát minden csapat részt vehet egy ügyességi és egy gyorsasági futamon, de hogy milyen sorrendben, az a helyszínen derül ki. 6

7 Az egyes futamok menete a következő: Előkészület Az egyes futamok indítása előtt a versenyző csapatnak 1 perce van a felkészülésre. Ez alatt kell a robotot a startmezőre helyezni. Ilyenkor már nem lehet a roboton futó szoftvert módosítani, valamint külső kapcsolóit, potenciométereit, stb. állítgatni. Különleges esetben (pl. RAM-ból futó program) lehetőség van a program feltöltésére, de azon ilyenkor már nem lehet változtatni. Indítás Futam o Indítás előtt az autót aktiválni kell, amelyet az indításra kijelölt csapattag végez el. Az autó aktiválása egy huzal (cérna, spárga, stb.) meghúzásával történik. A huzalnak legalább 30 cm hosszúnak kell lennie és meghúzás után le kell válnia a robotról. o Ügyességi futam esetén a tényleges indítás a roboton elhelyezendő rádiós vevőmodul segítségével történik az autó aktiválását követően. Az autó csak akkor indulhat el, ha a rádiós modul megfelelő üzenete megérkezett. Amennyiben a robot a megfelelő üzenet előtt elindult, úgy az indulásért járó pontokat nem kapja meg. A rádiós kommunikáció leírását, valamint a rádiós modul lábkiosztását a Függelék tartalmazza. o Gyorsasági futam esetén az indítás a safety car segítségével történik. Ebben az esetben a safety car elindulása után indulhat el a robot. Természetesen itt is az autó aktiválása előzi meg a tényleges indítást. o Egy alternatív indítógombbal is el kell látni a robotot külső beavatkozás esetére. Ez az indítás független a rádiós, gyorsasági indítástól. o Egy ügyességi futam akkor érvényes, ha a robot sikeres indítás után elhagyja a startmezőt, és legalább egy pontot érő pályaelemet sikeresen teljesít. o Egy gyorsasági futam akkor érvényes, ha a robot sikeres indítás után legalább egy teljes kört megtett, és rendelkezik érvényes köridővel. o Amennyiben a robot eltéved, és külső beavatkozás válik szükségessé, akkor ezt az egyik csapattagnak egyértelműen jeleznie kell a vezetőbírónak, akinek az engedélye után beléphet a pálya területére, és a robotot visszahelyezheti a korábban részletezett szabályok szerint. A csapattag kizárólag a robothoz érhet hozzá. o A robot visszahelyezése során kizárólag egy reset gomb vagy az alternatív indítógomb megnyomása, vagy a robot tápkapcsolóinak ki-be kapcsolása engedélyezett. Bármilyen egyéb interakció a robottal tilos! o Amennyiben egy visszahelyezés megtörtént, akkor a csapattagnak a legrövidebb úton el kell hagynia a kijelölt pályát. o A futam során a bírókon kívül a pálya területére senki nem léphet be, kivéve a beavatkozás fenti esetét. Futam vége o A gyorsasági futamban legfeljebb 3 kör tehető meg, ezt követően a robotnak meg kell állnia. Ha a csapat úgy dönt, hogy 1 vagy 2 körrel is megelégszik, akkor korábban is lefújható a futam a csapattag erre vonatkozó egyértelmű jelzésére. 7

8 Minden köridőt mérünk, és csapatonként a legjobb köridő számít bele az eredménybe. o A futamok akkor is véget érnek, egy a robot a maximális időkereten belül nem ér célba, vagy ha a csapat elhasználta az összes beavatkozási lehetőségét, és a robot újra eltéved, illetve ha az indítást végző csapattag kijelenti, hogy a futamot befejezettnek tekinti (feladja). A maximális időkeret mind az ügyességi, mind a gyorsasági pályán 5 perc. A verseny egyes fordulói között a robotok szoftverének módosítására lehetőség van. VII. A gyorsasági pálya elemei Mind a gyorsasági, mind az ügyességi pálya előre definiált elemekből épül fel. A gyorsasági pályát egyetlen, megszakítás nélküli, önmagába záródó vezetővonal alkotja. A pályán előforduló hosszabb egyenes szakaszok (az ún. gyorsasági szakaszok) elejét és végét külön jelöljük, ezzel is biztosítva a minél nagyobb sebességek elérésének lehetőségét. A. Egyszerű vezetővonal A vezetővonal fekete színű, 19 mm szélességű szigetelőszalagból készül. Egyenes és íves szakaszokból áll, az íves szakaszok görbületi sugara nem lehet kisebb 100 cm-nél. Falak csak speciális pályaelemek részei lehetnek. Az egyszerű vezetővonal közelében oldalirányban 50 cm-nél közelebb nem lehet fal, vezetővonal, vagy más zavaró objektum. A haladási irány szerinti érintőirányban 100 cm-nél közelebb nem lehet sem fal, sem más, a padló síkjából kiemelkedő zavaró objektum (vezetővonal, ellenőrzőpont vonal lehet). B. Safety car A gyorsasági futamoknál az autók indítása egy felvezető biztonsági autó (safety car) segítségével történik, melyet a szervezők biztosítanak. A robotot a pályának a versenybíró által meghatározott pontjára, a safety car mögé kell elhelyezni. Az indítóhuzal kihúzásakor a robot csak kis mértékben mozdulhat meg, úgy, hogy ne ütközzön az álló safety car-ral. A futam tényleges kezdetét a safety car elindulása jelzi. Ezután a versenyző robotnak követnie kell a safety car-t anélkül, hogy utolérné, vagy 1 méternél nagyobb mértékben lemaradna. A safety car egy adott ponton elhagyja a vezetővonalat, innen kezdve lehet nagyobb sebességre gyorsítani, és az időmérés is ezután indul. A safety car jól definiált hátsó felépítéssel rendelkezik, amely egy megfelelő nagyságú, jó fényvisszaverő képességű hátlapot jelent, megkönnyítve a szenzoros követést (lásd 31. ábra a függelékben). 1. ábra Safety car 8

9 C. Gyorsasági szakasz A gyorsasági szakasz hosszú, egyenes, ellenőrzőpont nélküli vonalszakaszt jelent, amely lehetőséget ad nagyobb haladási sebességek elérésére is. A gyorsasági szakasz elejét a vezetővonal mellett megjelenő két párhuzamos szaggatott vonal jelzi. A szakasz vége előtt a vezetővonallal párhuzamos két folytonos vonal figyelmeztet arra, hogy a biztonságos továbbhaladáshoz célszerű lassítani (2. ábra). A gyorsasági szakasz elhelyezkedhet lejtőn vagy emelkedőn, de a pályasík meredeksége a szakaszon nem változik (nincs meredekségi törés a gyorsasági szakaszon). 2. ábra Gyorsasági szakasz kezdete és vége D. Időmérő kapu A gyorsasági pályán a köridő mérése egy erre kialakított kapunál történik (3. ábra). A robot kb. fél pályahosszal a kapu előttről indul a safety car-ral együtt, amely még a kapu előtt el is hagyja a pályát (lásd Függelék). A kapu alatti negyedik elhaladás után (vagyis három kör megtétele után) a robotnak meg kell állnia. 3. ábra Időmérő kapu 9

10 VIII. Az ügyességi pálya elemei Az ügyességi pálya pontos felépítése, az elemek sorrendje a verseny előtt nem ismert. A következő pályaelemek fordulhatnak elő: A pályaelemeket összekötő egyszerű vezetővonal Start Úttorkolat Párhuzamos parkolás Utánfutós telephely Határátkelő Billenő híd Autófordító Cél A következőkben bemutatjuk az egyes pályaelemeket és azok legfontosabb tulajdonságait. A pályaelemek pontos méretekkel ellátott rajzai a függelékben találhatók. A. Egyszerű vezetővonal A vezetővonal pontosan ugyanolyan tulajdonságokkal rendelkezik, mint a gyorsasági pálya esetén. Kivéve, hogy az ügyességi pálya esetében nem kell teljesülnie annak a feltételnek, hogy a haladási irány szerinti érintőirányban 100 cm-nél közelebb nem lehet sem fal, sem más, a padló síkjából kiemelkedő zavaró objektum. B. Start A vezetővonal T-formával kezdődik. A startmező a vonal kezdetétől az első ellenőrző pontig (a startvonalig) tart. Indulás előtt a robotot úgy kell elhelyezni, hogy teljes terjedelmével ebben a mezőben legyen az egyenes vezetővonal fölött. A startmező után következő startkapuban található az indulást jelző rádiós adó. 4. ábra Start 10

11 C. Úttorkolat Úttorkolat esetén a vezetővonal megszűnik, és két oldalt egy-egy fal jelenik meg. Az egyik oldalon található fal bordázott felépítésű. Amelyik oldalon a bordázott fal található, azzal ellentétes irányban kell továbbhaladnia az autónak. Az eredeti irányra merőlegesen halad tovább a vezetővonal. 5. ábra Úttorkolat D. Párhuzamos parkolás A párhuzamos parkolásnál a vonal mellett két oldalon falakból álló parkoló található. A feladat az, hogy a robotnak a vezetővonalat elhagyva párhuzamosan be kell parkolnia egy üres helyre, majd ki kell állnia, és az eredeti vonalon továbbhaladnia. Javasolt a parkolást hátramenetben végrehajtani. A parkolóban mindkét oldalon található egy-egy üres parkolóhely. A menetirány szerinti jobboldali parkolóban egy utánfutó is található, amelynek felvétele opcionális. A baloldalon található parkolóban nincsen utánfutó. Az utánfutó felvétele, későbbi lerakása, illetve maga a párhuzamos parkolás független feladatok (lásd Pontozás). Az utánfutót tolatva, lassan kell megközelíteni. A parkolás abban az esetben tekinthető sikeresnek, ha: a robot teljes terjedelmével a túlsó járdaszegélyt jelentő fal és a parkoló határát jelző eltérő színű vonal közé hajt (az ábrán szaggatottal jelölve) a parkolóhelyen megáll, nem érintve a falakat, teljes terjedelmével elhagyja a parkolóhelyet, szintén a falak érintése nélkül a vezetővonalon továbbhaladva elhagyja a parkolót. Tehát ha pl. a robot a parkolóhelyen belül elakad, és a csapat külső beavatkozást kér, akkor a vezetővonalra történő visszahelyezés után a plusz pontok érdekében a parkolást elölről kell kezdeni. 11

12 Az utánfutó felvétele abban az esetben tekinthető sikeresnek, ha: a robot sikeresen összekapcsolódott az utánfutóval, a falak érintése nélkül kihúzta az utánfutót a parkolóból, az utánfutóval együtt a vezetővonalon továbbhaladva elhagyja a parkolót. 6. ábra Párhuzamos parkolás E. Utánfutós telephely Az utánfutós telephely a párhuzamos parkoló után található. Abban az esetben, ha a robot a parkolóban felvette az utánfutót, ennél az akadálynál kell azt letennie. A leakasztás egy kapu segítségével történik, a robotnak nincs külön feladata a leakasztás során (lásd 7. és 8. ábra). Az utánfutós telephely előtt egy elágazás található, amelyet egy bordázott fal jelöl. A fallal átellenes útvonal vezet a telephelyhez, az egyenesen továbbhaladó kihagyja azt. A telephely után egy becsatlakozással egyesül újra a két út. 7. ábra Utánfutós telephely #1 12

13 8. ábra Utánfutós telephely #2 F. Határátkelő Ennél a pályaelemnél a robot két egymás mellett lévő, lezárt kapuhoz érkezik. Az egyik kapu után a billenő híd felé vezet az út (ld. később), míg a másik út kihagyja a billenő hidat. Az autónak a kapuk előtt meg kell állnia, és meg kell várnia, míg valamelyik kapu felnyílik. Először az a kapu nyílik fel, amely után a billenő híd található, ezután az azt kikerülő kapu. Az autónak a kapun azelőtt át kell haladnia, mielőtt az újra visszacsukódik. A pályaelem közeledtét egy tripla vezetővonal-szakasz jelzi a robot számára, melynek két szélső vonala elágazik, és ezek vezetnek át az egyes kapukon. A kapu a megállást követő 1 5 másodperc eltelte után, kb. 2 másodperc alatt nyílik fel, és legalább 5 másodpercig van nyitva. Ezután 1-5 másodperc eltelte után nyílik fel a másik kapu, amely szintén kb. 2 másodperc alatt nyílik fel, és legalább 5 másodpercig van nyitva. Amennyiben az autó nem áll meg a kapuk előtt, vagy a kapu bármely részéhez hozzáér, az akadály érvénytelennek minősül. 9. ábra Határátkelő 13

14 G. Billenő híd A billenő híd nem más, mint egy libikóka, amely a rajta való áthaladás közben a robot saját súlyától átbillen. A híd előtt és után, valamint a hídon is végig megtalálható a vezetővonal. 10. ábra Billenő híd H. Autófordító Az autófordító egy függőleges tengely körül forogni képes platform, melyre oldalról rámpákon lehet felhajtani. Az autónak meg kell állnia a forgó platformon, és mozdulatlanul meg kell várnia, míg az a kívánt irányba fordul. A forgás a platformra való felhajtást követően indul, iránya véletlenszerű, de a lehajtásig nem változik. A platform minden 90 -os elfordulás után megáll egy rövid időre, ezzel segítve a lehajtás zavartalanságát. Az autófordítón kétszer kell áthaladni, így kétszer lehet pontot szerezni. Mindkét esetben a felhajtási irányhoz képest jobbra 90 -kal kell elhagyni az akadályt. 11. ábra Autófordító 14

15 I. Cél A startnál látottakhoz hasonlóan, a vezetővonal két keresztvonalban végződik. A robotnak meg kell állnia úgy, hogy vagy a két fekete keresztvonal egyikét takarja vagyis felülről ránézve az egyik kereszteződési pont ne legyen látható vagy a kettő között legyen. Ha a robot túlfut a lezáró keresztvonalon, akkor az akadály érvénytelennek minősül. 12. ábra Cél 15

16 IX. Kvalifikációk A versenyen való sikeres részvétel érdekében a csapatoknak különböző kvalifikációkon kell részt venniük a felkészülés során. Az ezeken elért megfelelő eredmény egyrészt a versenyen való indulás feltétele, másrészt hozott pontok formájában magába a versenypontszámba is beszámításra kerül. A. Q1 kvalifikáció: Előzetes kvalifikáció Az előzetes kvalifikáció alapvetően az autók vonalkövetését hivatott ellenőrizni. A kvalifikáció során az autóknak egy erre külön felépített gyorsasági tesztpályán kell végighaladniuk. Az elért legjobb köridő alapján történik az eredmények meghatározása. Az itt elért eredmény hozott pontok formájában beszámít a verseny pontszámába (ld. Pontozás), valamint a tantárgyi értékelések is ez alapján történnek. A Q1 kvalifikációs futam időpontja december 14. hétfő, 14:00 16:00 B. Q2 kvalifikáció: Ügyességi kvalifikáció Az ügyességi kvalifikáció során egy versenybíró jelenlétében a robotoknak sikeresen teljesíteniük kell az ügyességi pályaelemeket. A robot akkor tekinthető kvalifikáltnak, ha a pályaelemeket teljesítette, nem lépte túl a maximális időkeretet és a maximális beavatkozások számát. A kvalifikációs futam lebonyolítása teljesen megegyezik egy versenyfutaméval (rádiós indítás, stb.), tehát az összes kötelező elem megléte szükséges hozzá. Ez a kvalifikációs futam kötelező feltétele a versenyen való részvételnek. A Q2 kvalifikációs futam időpontja február 15. hétfő, 14:00 18:00 C. Q3 kvalifikáció: Gyorsasági kvalifikáció A gyorsasági kvalifikáción az autóknak egy erre külön felépített gyorsasági tesztpályán kell végighaladniuk. A robot akkor tekinthető kvalifikáltnak, ha egy megadott szintidőn belül végigért a tesztpályán, és bizonyította, hogy képes a safety car követésére. A szintidő a gyorsasági tesztpálya ismeretében kerül meghatározásra. Ez a kvalifikációs futam is kötelező feltétele a versenyen való részvételnek. A Q3 kvalifikációs futam időpontja február 17. szerda, 14:00 18:00 16

17 X. Pontozás A futamok során jutalom- és büntetőpontok is szerezhetők. A különböző fordulók pontozása a következő: A. Hozott pontok Q1 kvalifikáció (25 pont) Hozott pont: (60 legjobb köridő) pont Legjobb köridő másodpercben értendő. A hozott pont nem lehet kevesebb, mint 0 pont, és nem lehet több, mint 25 pont. B. Ügyességi forduló (30 pont) Jutalompontok Start: Cél: Úttorkolat: Billenő híd: Határátkelő: Autófordító: Párhuzamos parkolás: Utánfutó felvétel: Utánfutó lerakása: Büntetőpontok 3 pont 2 pont 3 pont 5 pont 3 pont 2x3 pont 3 pont 3 pont 2 pont Idő: 2 perc után 20 másodpercenként 1 1 pont kerül levonásra (az első levonás 2:00-nál történik). Az időmérés az ügyességi pálya két meghatározott ellenőrző pontja között történik. Mivel a maximális időkeret az ügyességi forduló során 5 perc, így maximálisan 10 pontot lehet veszteni az elért idő alapján. C. Gyorsasági forduló (30 pont) Jutalompontok Max. 3 kört fut minden csapat, amelyekből a legjobb köridőt vesszük figyelembe. Alappontszám (legalább egy érvényes köridő): 5 pont Időbónuszok a 10 leggyorsabb csapatnak (a Forma 1 pontozása alapján): 1 1. hely: 25 pont 2. hely: 18 pont 3. hely: 15 pont 1 Megjegyzés: A versenyen részt vehetnek visszatérő versenyzőkből álló, senior csapatok is. A gyorsasági fordulóban elért időeredmény alapján kiosztandó időbónuszoknál a junior (először versenyző) és a senior csapatok külön elbírálás alá kerülnek, tehát a seniorok esetleges jobb időeredményükkel nem ronthatják a junior csapatok pontszerzési lehetőségeit. 17

18 Büntetőpontok 4. hely: 12 pont 5. hely: 10 pont 6. hely: 8 pont 7. hely: 6 pont 8. hely: 4 pont 9. hely: 2 pont 10. hely: 1 pont Külső beavatkozásonként: 2 pont Safety car utolérése, vagy túlzott lemaradás: 5 pont D. Különdíj (15 pont) A versenyen résztvevő csapatok között három különdíjat is odaítélünk a közönség helyszíni szavazatai alapján. A különdíjakkal a robotok esztétikus, ötletes, látványos megvalósítását díjazzuk. A három legtöbb szavazatot kapott csapat 15, 10 illetve 5 bónuszpontot kap. A versenyben maximálisan = 100 pont érhető el. XI. Tantárgyi értékelés A. Robotirányítás rendszertechnikája Mivel a verseny a Robotirányítás rendszertechnikája című tantárgyhoz kapcsolódik, a Q1 kvalifikációt teljesítő csapatok tagjai a kvalifikációs eredményüket beszámíttathatják a tantárgy vizsgájába oly módon, hogy a megszerzett pontokat hozzáadják a vizsgán elért pontszámhoz. Ez a lehetőség csak a legalább elégségesre teljesített vizsga esetén vehető igénybe. A vizsga pontozása a következő: 0 44 pont: pont: pont: pont: pont: 5 Látható, hogy legalább elégséges szintű vizsgapontszámnál 15 plusz pont eggyel jobb jegyet jelent. B. Önálló laboratórium/szakmai gyakorlat A versenyfelkészülés önálló laboratórium, illetve szakmai gyakorlat formájában is végezhető. Ez esetben a Q1 kvalifikáción elért legjobb köridő és a félév során nyújtott munka alapján történik a jegy/aláírás meghatározása. Az önálló laboratórium és szakmai gyakorlat teljesítésének feltétele a 90 másodpercnél jobb köridő. 18

19 XII. Időpontok, lebonyolítás A verseny időpontja február 20. (szombat), 10 óra. Helyszíne a BME Q épületének aulája (1117 Budapest, Magyar Tudósok körútja 2). A pályát közvetlenül a verseny előtt építjük fel. A robotokat a verseny helyszínén legkésőbb 9:30-ig jóvá kell hagyatni a versenybírókkal. A robotok a pálya mellett, a közönség számára is látható helyen lesznek kiállítva, és a verseny előtti utolsó 30 percben a csapatok már nem változtathatnak rajtuk. A versenyen való részvételhez minden csapatnak választania kell egy csapatnevet és egy csapatlogót, amelyet legkésőbb szeptember 30-ig kell közölniük a szervezőkkel. Név nélküli csapat nem versenyezhet! A csapat neve és logója egyértelműen látható kell, hogy legyen a roboton a verseny és a kvalifikációk során! A. A robotok átvételének feltételei 1) A robotokon nagyméretű, egyértelmű jelzést kell elhelyezni, ami azonosítja a versenyző csapatot: a) A csapat neve b) A csapat logója 2) A robotokon ki kell alakítani egy olyan rögzítési pontot, amelyhez a szponzorok logóival ellátott zászló hozzáerősíthető (lásd 15. ábra a függelékben). A zászlót a robotnak a verseny teljes időtartama alatt hordoznia kell. 3) A robotokon biztosítani kell egy olyan rögzítési lehetőséget, amelyhez egy kisméretű kamera hozzáerősíthető, annak tartozékaival együtt. A kamera feladata élőkép közvetítése az autó fedélzetéről. A kamera csak a verseny napján áll majd rendelkezésre, az adott futam előtt kell az autóra szerelni, a futam után pedig eltávolítjuk. A kameratartó konzolt az autóhoz adott alaplemezzel együtt a szervezők biztosítják (lásd 30. ábra a függelékben), amelyek elhelyezése az ábrázolt módon kötelező! 4) A robotokban található kommunikációs eszközök (Bluetooth, mobiltelefon, stb.) deaktiválása vagy eltávolítása. kivéve az indításhoz használt rádiós modult. 5) Amennyiben a csapat a robot futam közbeni visszahelyezése esetén bármilyen gombot meg kíván nyomni (alternatív indítógomb vagy reset), akkor ezeket a gombokat a robot külső burkolatán kell elhelyeznie. Visszahelyezéskor a robot burkolatának eltávolítása nem engedélyezett. B. Tesztpályák A verseny előtti próbafutamokhoz tesztpályá(ka)t biztosítunk a Q épület folyosóin, amelyek a verseny hivatalos pályaelemeiből épülnek fel. Hivatalos tesztelési időpontok: február 8. hétfő február 19. péntek, 10:00 18:00 A meghirdetett időpontokban a tanszéki laborokban (QB 127, QB 121) felügyeletet biztosítunk, így a megszokott műszerek és forrasztóállomások használhatóak. A tesztpályák használata a fenti időpontokon kívül is megengedett, de ekkor a műszerpark, a forrasztóállomások és a hivatalos pályaelemek használata nem biztosított, ezért felhívjuk a csapatok figyelmét, hogy a szükséges eszközöket (laptop, kézi multiméter, kézi szerszámok, pótalkatrészek, akkutöltő, elosztó stb.) hozzák magukkal, mivel a folyosókon a korlátozott számú 230V-os hálózati aljzaton kívül más nem áll rendelkezésre! 19

20 XIII. Ajánlott ütemterv Ahhoz, hogy a robotok biztosan időben elkészüljenek a versenyre, a következő ütemterv betartását ajánljuk. A dátumok úgy lettek meghatározva, hogy ezek mentén haladva a verseny teljesíthető legyen. A megadott időpontoktól elmaradni nem érdemes, mert az a versenyen való sikertelen szereplés veszélyét rejti magában. Gyorsabban haladni természetesen lehet (sőt ajánlott), érdemes a verseny előtti utolsó hetekre minél több tartalék időt hagyni az esetlegesen felmerülő hibák kijavítására, a versenystratégiák alapos kitesztelésére. Első villogó LED: szeptember 18. Kiegészítő kártyák gyártásba leadva: október 19. Kiegészítő kártyák beültetve: november 9. Szenzorok, motorok kezelése alapszinten működik: november 16. Sebesség- és vonalkövető szabályozások működnek: november 30. Ügyességi feladatok végrehajthatók: február 1. A fentiek könnyebb teljesítése érdekében a felkészülés első időszakában négy szemináriumot tartunk, a következő témákban: STM32F4Discovery bevezető, szoftverfejlesztési alapok: szeptember 18. Nyomtatott áramkör tervezés Altium Designerrel: szeptember 23. Hardvertervezési, méretezési irányelvek, szenzorok: szeptember 25. A RobonAUT-hoz kapcsolódó szabályozástechnikai kérdések: október 2. A szemináriumok pontos részleteit (pontos időpont, helyszín) a versenyzőkkel külön egyeztetjük. 20

21 XIV. Függelék A. Rádiós kommunikáció leírása A rádiós vevőmodullal UART kapcsolaton keresztül lehet kommunikálni. A kapcsolat egyirányú, minden esetben a rádiós modul küld üzeneteket a robot felé. Az UART kapcsolat fontosabb paraméterei: baud, 8 bit adat, nincs paritásbit, 1 stop bit (8N1), 3,3V logikai jelszint. A rádiós modul az UART kapcsolaton keresztül minden esetben ASCII üzeneteket küld. Az ügyességi futam indítása esetén a következő üzenetsorozatot küldi el a modul: 5, 4, 3, 2, 1, 0 (0x35, 0x34, 0x33, 0x32, 0x31, 0x30) 5 -től 1 -ig a csomagok 1 másodperces késleltetéssel követik egymást, míg 1 és 0 között 2-4 másodperc telhet el, a konkrét késleltetés hossza véletlenszerű. Az autó csak a 0 üzenet megérkezése után indulhat el. A rádiós adómodul tulajdonképpen egy startkapu-szimulátor, amely segítségével ellenőrizhető az indulás folyamata. Ehhez az adómodulon egy adott nyomógombot megnyomva rádiófrekvenciás üzenet küldhető a vevőmodulnak, amely ennek hatására a fenti ASCII üzenetsort küldi tovább a robot számára. Minden csapat vevőmodulja csak a saját startkapu-szimulátorának üzeneteit kapja meg, de a versenyen használt startkapu által küldött üzeneteket minden vevőmodul megkapja. Tehát a szimulátor és a startkapu üzenetei között az UART szinten nincsen különbség. Mindkét rádiós modul a következő tápfeszültség forrásokról üzemeltethető: 5V DC tüskesoron keresztül (vevő modul esetén ajánlott alkalmazni), vagy 5V DC USB kapcsolaton keresztül (adó modul esetén ajánlott alkalmazni), vagy 6-18V stabilizálatlan akkufeszültség tüskesoron keresztül (vevő modul esetén ajánlott alkalmazni). A rádiós modulok áramfelvétele hozzávetőlegesen 50mA. A rádiós modulok lábkiosztása a 27. oldalon található. 21

22 B. Alaplemezzel kapcsolatos tudnivalók Az alaplemezhez biztosítunk egy szivacsbumpert is a szükséges rögzítőkkel, csavarokkal, rögzítőelemekkel, valamint a fedélzeti kamera rögzítésére szolgáló konzolt. Lehetőség van továbbá a Sharp távolságmérő szenzorok rögzítéséhez 2 db álló, valamint 1 db fekvő konzol igénylésére is. Természetesen minden elem rögzítéséhez a szükséges csavarokat, anyákat és alátéteket is biztosítjuk. A kameratartó oszlopok, és a felső kameratartó lemez módosítása (fúrása, vágása, leragasztása, matricázása, stb.) nem megengedett. Az oldalsó kameratartó oszlopok kialakítása tükrözött, így azokat a versenyre sima oldalukkal kifelé kell elhelyezni az alaplemezen, hogy azokra a verseny előtt a szervezők szponzormatricákat helyezhessenek el. Az alaplemez rögzítése a megfelelő teherbírás miatt kötelező a 13. ábra szerinti csavarhelyeken a megfelelő távtartókkal. A kameratartó oszlopok, és a felső kameratartó lemez kötelező és ezért értelemszerűen nem módosítható rögzítéseit a 14. ábra mutatja. 22

23 C. Műszaki rajzok és ábrák Rajz Alaplemez rögzítési pontjai Kameratartó rögzítési pontjai A kötelezően elhelyezendő szponzori zászló Gyorsasági pálya nyomvonala A rádiós modul lábkiosztása A startkapu rajza A célvonal és a vezetővonal rajza Időmérő kapu Gyorsasági szakasz Úttorkolat Párhuzamos parkolás Utánfutós telephely Utánfutó Határátkelő Billenő híd Autófordító Elágazás, becsatlakozás Alaplemez + kameratartó konzol Safety car hátsó felépítése Alaplemez méretezett rajza Az autó teljes összeállítása oldal

24 13. ábra - Alaplemez rögzítési pontjai 14. ábra - Kameratartó rögzítési pontjai 24

25 15. ábra - A kötelezően elhelyezendő szponzori zászló 25

26 16. ábra A gyorsasági pálya tervezett nyomvonala (a változtatás jogát fenntartjuk) 26

27 17. ábra A rádiós modul lábkiosztása (később tesszük közzé) 27

28 18. ábra A startkapu rajza 28

29 19. ábra A célvonal és a vezetővonal rajza 29

30 20. ábra Időmérő kapu 30

31 21. ábra Gyorsasági szakasz 31

32 22. ábra Úttorkolat 32

33 23. ábra Párhuzamos parkolás 33

34 24. ábra Utánfutós telephely 34

35 25. ábra Utánfutó (később tesszük közzé) 35

36 26. ábra Határátkelő 36

37 27. ábra Billenő híd 37

38 28. ábra Autófordító 38

39 29. ábra Elágazás, becsatlakozás 39

40 30. ábra Alaplemez + kameratartó konzol, az autóval együtt a maximális kasztnimagasság szemléltetéséhez 40

41 31. ábra Safety car hátsó felépítése 41

42 32. ábra Alaplemez méretezett rajza (később tesszük közzé) 42

43 33. ábra A teljes összeállítás és a konzolok méretezett rajza (később tesszük közzé) 43