全国大学生智能汽车竞赛由教育部高等教育司委托教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会主办,负责指导全国范围内的竞赛工作,是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
一、竞赛的指导思想、特点与特色
1.指导思想
竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,为优秀人才的脱颖而出创造条件。
2.特点与特色
竞赛以竞速赛为基本竞赛形式,辅助以创意赛和技术方案赛等多种形式。竞速赛以统一规范的标准硬软件为技术平台,制作一部能够自主识别道路的模型汽车,按照规定路线行进,并符合预先公布的其他规则,以完成时间最短者为优胜。创意赛是在统一限定的基础平台上,充分发挥参赛队伍想象力,以创意任务为目标,完成研制作品;竞赛评判由专家组、现场观众等综合评定。
竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节,要求学生组成团队,协同工作,初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体,是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景,涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。
二、竞赛网站、竞赛时间和方式
1.竞赛官网
https://smartcar.cdstm.cn/index
2.竞赛时间
全国大学生智能汽车竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式,并开始接受报名,次年的3月份进行相关技术培训,分赛区预赛和全国总决赛,一般安排在每年暑假期间,7月份进行分赛区竞赛,8月份进行全国总决赛。
3.竞赛方式
为保证竞赛公平,竞赛在规定范围内的标准软硬件技术平台上开展。每届竞赛由竞赛秘书处统一公布本届竞赛的形式、规则与技术数据。
每支竞速赛参赛队由1-2名指导教师和3-4名学生组成,学生必须为具有正式学籍的全日制在校本科生。
三、竞赛命题与相关规定
在广泛征集的基础上,竞赛秘书处技术组统一进行分/省赛区预赛与全国总决赛的命题工作。
竞速赛题目应该具有客观的评价指标,可以通过独立的电子裁判系统现场完成成绩评定,避免人为主观因素的影响,保证公开、公平、公正的竞赛原则。竞速赛题目可采用统一命题,也可以分成不同组别分别命题,以便于体现参赛高校与学生的广泛性;其难度原则上应该符合大学本科生的教学要求,易于制作和实现,对于由学生组成的参赛队,能在指导教师的辅导下于6个月内完成。竞速赛题目的内容原则上应包括汽车模型的组装和改造、嵌入式系统的开发和调试、传感器的选择与测试、综合信息处理与算法设计等。
其它形式的竞赛由竞赛秘书处根据大学教学的发展特点,另行发布。竞赛同样应该在统一的基础比赛平台上,充分发挥参赛队伍想象力,以特定任务为目标,自由完成作品研制。
每届全国竞赛组织委员会与竞赛秘书处成员不得担任所在学校参赛队伍的指导教师,不得泄漏有失竞赛公允的相关信息。
四、竞赛报名、预赛和决赛
1.竞赛报名
参赛学校应在广泛开展校内培训和竞赛的基础上,选拔出适当数量的优秀代表队报名参赛。参赛队在报名时需按照竞赛规则确定本队的参赛组别,竞赛期间不得更改。各参赛学校需填写全国统一格式的报名表,在规定的截止时间内以书面形式(盖有学校公章)上报竞赛秘书处确认。
2.预赛
各分/省赛区的竞赛工作在全国竞赛组织委员会与竞赛秘书处指导下,由相应承办学校组织成立分/省赛区竞赛组织委员会。在分/省赛区竞赛组织委员会领导下成立竞赛秘书组、比赛裁判组、专家组和比赛仲裁委员会。
分/省赛区预赛分为预赛与决赛两个阶段,并选拔本赛区竞速赛进入全国总决赛的竞赛队伍。根据当年报名参赛的队伍总数,按照一定比例确定各分赛区进入全国总决赛的队伍名额。分赛区可以设立区级比赛成绩一等奖、二等奖、三等奖及优胜奖等各类奖项。
3.决赛
总决赛的竞赛工作由全国竞赛组织委员会组织,竞赛秘书处指导,承办学校执行。在全国竞赛组织委员会领导下成立竞赛秘书组、比赛裁判组、专家组和比赛仲裁委员会。
全国总决赛期间的比赛一般分为预赛与决赛两个阶段。比赛设立全国总决赛各类竞赛奖项、优秀组织工作奖等,由每届全国竞赛组织委员会按照一定比例确定。其中竞速赛设一等奖、二等奖;其它奖项由每届全国竞赛组织委员会视具体情况确定。
4.异议制度
为保证全国大学生智能汽车竞赛评奖工作的公正性,对全国和各分/省赛区的评奖结果坚持执行异议制度,异议须由参赛队指导教师代表参赛队伍以书面形式提出,签署本人姓名,注明参赛队伍所在单位、通信地址;各分/省赛区竞赛组织委员会和全国竞赛组织委员会必须对提出异议的参赛队伍及所在单位严格保密,对异议的审议结果在适当场合予以公布。
五、比赛规则与组别
1.比赛规则
全国大学生智能汽车竞赛参赛选手须使用竞赛秘书处统一指定并负责采购竞赛车模,采用飞思卡尔如下7个系列:
(1)32 位 Kinetis (ARM® Cortex™-M0+),主要包括 Kinetis E,EA,L,M等系列;
(2)32 位Kinetis(ARM® Cortex™-M4),主要包括 Kinetis K,W等系列;
(3)32位MPC56xx系列;
(4)16位9S12系列;
(5)32位ColdFire系列;
(6)DSC系列;
(7)STC8单片机系列;
(8)Infineon的Aurix系列;
(9)NXP的RT10xx系列;
作为核心控制单元,自主构思控制方案及系统设计,包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等,完成智能车工程制作及调试,于指定日期与地点参加各分赛区的场地比赛,在获得决赛资格后,参加全国决赛区的场地比赛。
参赛队伍之名次(成绩)由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主,技术方案及制作工程质量评分为辅来决定。竞赛秘书处制定如下比赛规则适用于各分赛区预赛以及最终决赛。在实际可操作性基础上力求公正与公平参与。秘书处将邀请独立公证人监督现场赛事及评判过程。
在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同,都分为初赛与决赛两个阶段。
在计算比赛成绩时,分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。决赛区比赛时,还需结合技术报告分数综合评定。
2.比赛组别
为了兼顾现在比赛规模的要求,同时避免同组别内出现克隆车的情况,能够便于参赛学校在有限的场地内使用兼容的赛道完成比赛准备。
竞速比赛有四个组别,具体包括有:基础四轮组、直立节能组、双车接力组、声音信标组。
每届比赛的具体车模和竞赛规则都会有所调整,17届竞速比赛共分为九个组别,每个组别在比赛环境、比赛任务、单片机平 台、车模等方面有不同的要求;
比赛场地共有三种场地类型:其中室内往返和循环赛道,应用于六个室内 组别比赛;室内信标组应用于两组比赛;室外操场赛道应用于一组比赛;
室内平衡单车组的惯量轮驱动电机允许使用无刷电机,无刷电机需需使用 基于InfineonMCU 无刷驱动方案;室外极速越野允许将原车摸电机更改 为无刷电机,如果改动则需要使用基于MindMotionMCU 无刷电机驱动方 案;
室内无线充电组车模要求运行过程中制作 LED 显示板,用以显示车模储能 法拉电容电压;在无线充电组中,用于控制和电能显示电路允许使用车载 电池。用于电机驱动的电源需来自于无线充电 2F 储能电容。
室外极速越野组要求车模能够具有外壳以便适于下雨天比赛要求;为了显 示车模运行位置,要求车模上具有规定尺寸的旗帜;完全模型车模作品设 计制作车模外壳;所有车模作品不再有尺寸限制。
鼓励参加智能车竞赛队伍使用 RT-Thread 操作系统用于车模作品开发;相 关奖励政策会有另文给出。
在传感器选择中,今年比赛要求其中不得包括独立的微控制器(除超声波传感器之外,室外极速越野组的IMU 除外)。
在自制电路板中,队伍信息(学校名称、队伍名称,制作时间)禁止放在丝 网面 。
“智能视觉组”、“完全模型组”两个赛题组包含有更加复杂的机器视觉处理和 模型车运动控制任务,这两个组别比赛详细规则将会通过各自比赛细则补 充文档进行说明。
四轮电磁组 是唯一本科与专科生分别排名发奖的组别。
六、初赛与决赛规则
1.初赛规则
比赛场中有两个相同的赛道。
参赛队通过抽签平均分为两组,并以抽签形式决定组内比赛次序。
比赛分为两轮,两组同时在两个赛道上进行比赛,一轮比赛完毕后,两组交换场地,再进行第二轮比赛。
在每轮比赛中,每辆赛车在赛道上连续跑两圈,以计时起始线为计时点,以用时短的一圈计单轮成绩;每辆赛车以在两个单轮成绩中的较好成绩为赛车成绩;计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。
从两组比赛队中,选取成绩最好的25支队晋级决赛。
技术评判组将对全部晋级的赛车进行现场技术检查,如有违反器材限制规定的(指本规则之第一条)当时取消决赛资格,由后备首名晋级代替;
由裁判组申报组委会执委会批准公布决赛名单。
初赛结束后,车模放置在规定区域,由组委会暂时保管。
2.决赛规则
参加决赛队伍按照预赛成绩进行排序,比赛顺序从第25名开始至第1名结束。
比赛场地使用一个赛道,决赛赛道与预赛赛道形状不同,占地面积会增大。
每支决赛队伍只有一次比赛机会,在跑道上跑两圈,以计时起始线为计时点,以最快单圈时间计算最终成绩;计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。
预赛成绩不记入决赛成绩,只决定决赛比赛顺序。
七、智能车竞赛与《创新创业实践》
智能车竞赛对培养大学生的实践创新意识、团队协作精神、工程实践素养、解决实际工程问题的能力等都有着非常重要的意义和作用。
作为一项全国性专业学科竞赛,参加过该竞赛的同学在就业和考研方面同样占据明显优势,为了给更多的同学创造参赛条件,提高我校的智能车竞赛成绩,结合电气工程与自动化学院《创新创业实践》课程,每学期都组织一次智能车校内赛,成绩达标的同学可作为一项双创学分申请条件。
八、智能车竞赛的发展趋势及我校参赛成绩
全国大学生智能汽车竞赛是以智能汽车为研究对象的一项学科竞赛,智能车竞赛是一个多学科、综合性的比赛,其中设计涉及了控制、传感技术、电子信息、模式识别、汽车电子、机械等多个学科,竞赛兼具科学性、趣味性,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛有利于培养学生的综合知识运用能力、工程实践能力、创新精神和协作精神,能激发学生学习兴趣和学习潜能。不仅仅把所学的理论知识应用于实际,还自学了大量的新知识。不仅开拓了视野,使我们的动手能力、运用知识的能力、分析解决问题的能力也有了很大的提高。
洛阳理工学院自2010年起已连续参加12届全国大学生智能汽车竞赛,参赛队伍数量每年都能得到保证,参赛成绩也有了突破性提高。2016年获得国家一等奖1项;2017年获得国家二等奖1项;2018年获得国家二等奖2项;2019年获得赛区一等奖1项;2020年获得国家二等奖1项;2021年获得国家一等奖2项、国家二等奖3项。参赛规模的保证和比赛成绩的提升体现了我校对应用型人才培养的重视程度。为了更好的促进竞赛成绩,有必要将竞赛与相关课程教学相结合,以赛促教、以赛促学,对原来的课程教学进行改革,不断完善相关课程的教学内容和教学方法,更好的培养应用型人才。