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2014WRO初中组常规赛规则


卫星任务
初中组
初稿2014.2.10

前言
1957 年苏维埃联合国进行了卫星的首次发射, 发射了由人类设计和制造的首颗 卫星。 它是一个直径为 58 厘米的金属表面抛光球体, 外部有四个无线天线放射电脉 冲。从此,太空探险的时代就拉开了序幕,成百上千的卫星被发射到太空,围绕我 们的地球旋转并帮助人们解决日常事务。通常,一颗

卫星可以为人们服务若干年, 然后就会坠入大海,或者进入外太空轨道且不能回到地球。但是,当卫星与太空中 其他物体发生碰撞时就会坠毁,并留下大量的太空碎片,污染了接近地球的太空。 根据科学家统计, 在地球上空 2000km 的轨道上, 大约有超过 10 万个大小为 1x1 cm 的太空碎片,重量超过 5000 吨。算上其他更小的碎片,那总量将达到 3 亿。而且, 哪怕是 1mm 大小的碎片,当速度达到 10-15 km/s 并与空间站碰撞,也会摧毁整个 空间站。

为了解决地球近太空的太空碎片问题,需要制造并发射工厂型的卫星到太空中,用 于采集和重新利用太空中的各种碎片。工厂卫星应该完全自动化,并配置特殊的机 器人去探索外太空,发现人造物体,并区分正在服役的卫星和真正的太空碎片。

挑战
赛台 3D 图

赛台图解

挑战物体

? 5个乐高积木的高度,6x6的大小,代表太空残片。

? ? ?红色球代表失效的卫星,蓝色球代表有效的卫星。分别放在2x2的乐高薄片上。

? ? ?一个白色的卡纸?塑料圆筒,直径为250 mm,高度为160 mm, 代表工厂卫星。

挑战综述
机器人的任务是采集所有的太空残片和失效的卫星并将它们装入工厂卫星中。有效 的卫星应保留在其轨道上。

比赛定义
1. 规则
1.1. 机器人可以有多个程序。在计分的回合中,参赛队只允许选择一个程序并按输 入键启动程序,不允许队员对所选程序进行额外的输入或设置。 1.2. 机器人开始启动之前的最大尺寸为250mm x 250mm x 250mm。开始之后的尺 寸不受限制。 1.3. 机器人在基地(绿色区)启动并在同一区域结束任务。 1.4. 机器人必须从基地开始启动。启动之前,机器人的任何一个部位都不能超出基 地区域。 1.5. 在参赛队员根据自己喜好安置好机器人, 并且工厂卫星放在赛台的特定位置后, 裁判给出比赛开始的信号。

1.6. 机器人的任务是采集所有的太空残片和失效的卫星并将它们装入工厂卫星中。 有效的卫星不能从初始位置上移动。每个被移动的有效卫星都将被扣分。 1.7. 只有当一个物体完全被装入工厂卫星的容器时,才认为它被装进工厂卫星中。

1.8. 当有效卫星离开下面的薄片或者卫星和薄片都离开代表卫星轨道的绿线上的特 定标志时,就被认为被移动了。

1.9. 比赛开始时, 比赛场地中最多有四个太空残片和八个卫星(包括失效卫星和有效 卫星)。所有的挑战物体都被放置在卫星轨道上,在轨道交叉点中间的弧线上每种物 体的个数不能超过一个。在比赛开始前,将随机决定物体的个数,并且所有回合都 保持一致。物体的位置将在每回合开始前(隔离时间后)随机决定。 1.10. 工厂卫星沿着赛台上的工厂卫星的轨道以5 cm/s到10 cm/s的速度移动。 1.11. 如果需要,机器人可以将不包含主要部件(控制器、马达和传感器)之外的任 何组件留在赛台上。 1.12. 若发生以下情况,本次将结束并停止计时: ? 机器人开始运行后,任意队员触碰机器人。 ? 参赛队员触碰赛台上的任何物体。 ? 工厂卫星由于机器人的原因脱离其轨道。 ? 比赛时间(2分钟)结束。 ? 机器人完全进入基地并停止运行。 ? 参赛队员叫停比赛。 ? 违反了比赛规则。

2. 计分
2.1. 比赛结束后或停止计时后方可计算分数。 2.2. 至少有一个太空残片或失效卫星完全离开代表卫星轨道的绿线=5分。 2.3. 所有空残片和失效卫星都完全离开代表卫星轨道的绿线= 25分。 2.4. 将一个太空残片装入工厂卫星的容器中=每个40分。 2.5. 将一个失效卫星装入工厂卫星的容器中=每个50分。 2.6. 机器人结束任务时完全在基地内(至少一个太空残片或失效卫星被移出代表卫 星轨迹的绿线)= 10分。

一个太空残片或 所有太空残片和 一个失效卫星离 失效卫星都离开 开卫星轨道 卫星轨道 5分 25 分

将太空残片 装进工厂卫 星 每个 40 分

将失效卫星 装进工厂卫 星 每个 50 分

在基地内 结束任务 10 分

处罚: 每个被从卫星轨道上的初始位置移动的有效卫星将被扣除 20 分。 每个被装进工厂卫星容器的有效卫星将被扣除 50 分。

3. 计分样本
回合 1 (4 个太空残片,2 个失效卫星,3 个有效卫星) 队伍 A(4,2,2,1) 一个太空残片或 一个失效卫星离 开卫星轨道 所有太空残片和 失效卫星都离开 卫星轨道 将太空残片装进 工厂卫星 将失效卫星装进 工厂卫星 在基地内结束任 务 处罚(被从初始 位置移动的有效 卫星) 处罚(被装进工 厂卫星容器的有 效卫星) 总分 成功(5 分) 队伍 B(3,1,0,0) 成功(5 分)

成功(25 分) 装入 4 个太空残片 (4 x 40 分 =160 分) 装入 2 个失效卫星 (2 x 50 分 =100 分) 失败(0 分) 2 个球 (2 x 20 分=40 分) 1 个球 (1 x 50 分=50 分)

失败,一个太空残片和一个失效 卫星仍在卫星轨道上(0 分) 装入 3 个太空残片 (3 x 40 分 =120 分) 装入 1 个失效卫星 (1 x 50 分 =50 分) 成功(10 分) 0 个球 (0 x 20 分=0 分) 0 个球 (0 x 50 分=0 分)

200 分(5 + 25 + 160 + 100 185 分(5 +0 + 120 + 50 + 10 + 0 - 40 - 50) 0 - 0)

赛台规格
水平尺寸

所有单位均为mm。

基本信息
? 赛台的内部尺寸为2370 mm × 1150 mm。 ? 赛台四周的墙壁宽度为20 mm。 ? 墙壁高度为50 mm。 ? 比赛场地包括基地以及代表轨道的黑线和浅绿色线。 ? 基地是蓝绿色的圆形,直径为360 mm,代表地球。 ? 场地上的线的宽度为30 mm ± 1 mm。 ? 赛台的原色为白色,基地是蓝绿色,轨道有黑色和浅绿色。 ? 场地的误差宽容度为 ± 50 mm。 ? 场地包括工厂卫星,由一个机器人运载工具牵引一个直径250 mm,高160 mm的 圆柱体容器(其中空的部分高约为100 mm);有效卫星和失效卫星使用小球表示; 乐高积木搭建的模型代表卫星残片。 ? 红色球和蓝色球来自#9797 LEGO MINDSTORMS教育基础套装。

搭建指南
工厂卫星搭建指南
工厂卫星里的机器人可以使用Lego Mindstorms套装搭建,任何软件均可。搭建及程 序范本附在Robolab 2.9.4中。基于RCX和EV3的搭建指南将晚些发布。

空间碎片搭建指南


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