Подводные беспилотники: Правила студенческих соревнований Robosub 2017

MagisterLudi 14 ноября в 14:49 4,8k
«Кальмар с морской капустой» — это оказывается не салатик, это задание с юбилейного (20-го) международного соревнования по подводным беспилотникам (АНПА, Автономные необитаемые подводные аппараты). Организаторы креативно обыграли 20-летие и выбрали сеттинг «20 000 лье под водой», так что автономным подводным роботам пришлось и в кальмара торпедами пулять, и жемчуг культивировать, и матросов из водоворота спасать.

RoboSub проводятся с 1998 года (на базе Центра космических и военно-морских систем США), а Singapore AUV challenge — с 2013 года.

Российские команды из Владивостока (ДВФУ и МГУ им. Невельского) много раз занимали призовые места.

Победы
RoboSub
2012 — 5 место (ДВФУ, Владивосток)
2013 — 3 место (ДВФУ, Владивосток)
2014 — 4 место (ДВФУ, Владивосток)
2015 — 3 и 6 место (Морской университет им. Невельского и ДВФУ, Владивосток)
2016 — 4 место (Морской университет им. Невельского, Владивосток)
2017 — 2 место (ДВФУ, Владивосток)
Singapore AUV challenge
2013 — 1 место (ДВФУ, Владивосток)
2015 — 2 место (ДВФУ, Владивосток)
2016 — 2 место (ДВФУ, Владивосток)
2017 — 1 место (ДВФУ, Владивосток)


Предлагаю вашему вниманию вольный перевод правил соревнований RoboSub 2017, чтобы дать представление о требованиях и уровне сложности, немного дополненные картинками с места событий и комментами участников.

1 Контакты


Пожалуйста, оставляйте свои комментарии и вопросы на форуме RoboSub на веб-сайте robonation. Команды поощряются за участие в сообществе.

Технический директор:
Дэвид Новик: dknovic@sandia.gov

Вопросы по соревнованиям (регистрация, поездки, гостиницы или командные результаты):
Competitions@AUVSIFoundation.org



2 Напоминание


Официальным источником всей информации, касающейся правил, интерпретаций и информационных обновлений для Международного конкурса автономных подводных аппаратов (RoboSub), является сайт www.RoboSub.org. На главном сайте вы можете найти информацию о праве на участие, регистрации (форма и сборы), веб-сайтах, социальных сетях, требованиях к журнальной статье, командных презентациях и видеороликах и о многом другом.

3 Тема



Тема этого года основана на произведении Жюль Верна «20 000 лье под водой» (также как и одноименный Диснеевский фильм 1954 года).

4 Миссия


Основная цель миссии заключается в демонстрации автономности AUV при исполнении роли Наутилуса из «20 000 лье под водой». Оранжевые направляющие маркеры помогут направить аппарат к начальным заданиям. Два пингера направят AUV на оставшиеся два задания. Аппарату необходимо будет отчалить (Set Sail) / потопить корабль (Disable a ship) (сенсорные буи), перемещаться по каналу (пройти через препятствие), культивировать жемчуг (бросить маркер), сразиться с гигантским кальмаром (огненные торпеды), собрать и классифицировать морские образцы (извлекать объект(ы)), всплыть (surface), перемещать / отпускать объект(ы)) и спасти моряков от водоворота (вытащить шары за пределы восьмиугольника).

5 Обзор конкурса


5.1 Место проведения



Конкурс будет проводиться на объекте SSC Pacific TRANSDEC. Большие размеры объекта позволяют нам разделить область на четыре секции и выполнять миссии в каждой из них. Миссия будет проходить на глубине 16 футов (4,9 м). Во время полуфинала половина (сторона соревнований, две полные секции) будет посвящена полуфинальным заданиям. Другая половина (сторона для упражнений, две полные секции) будет в распоряжении команд, желающих продолжить шлифовку своих алгоритмов. Финал будет проходить с использованием всех четырех секций.

5.2 Ограничения по весу и размеру


Для участия в соревнованиях RoboSub каждый аппарат должен соответствовать следующим габаритам: шесть футовов в длине, три фута в ширину, три фута в высоту (1,83 м x 0,91 м х 0,91 м). В Таблице 1 показаны бонусы и штрафы, связанные с весом аппарата на суше.


Таблица 1. Вес аппаратов на суше, бонусы и штрафы.

5.3 Маркеры


Каждый маркер не должен превышать следующие размеры: 2,0 дюйма х 2,0 дюйма х 6 дюймов (5,1 х 5,1 х 15,2 см). Маркер должен весить менее 2-х фунтов (0,91 кг) на суше. Превышение маркером указанных параметров повлечет за собой штраф в размере 500 очков.Любой маркер, превышающий эти ограничения более чем на 10%, будет дисквалифицирован.Каждый маркер должен иметь имя, цвет или эмблему команды. Маркеры будут убраны с арены после каждого запуска. Хотя в случае потери маркера у вас будет некое количество времени, в разумных пределах, на его поиски, все же относитесь к маркерам как к расходному материалу и позаботьтесь о наличии их в запасе.

Это требование никто не соблюдает. У нас (команда МГУ им. Невельского) это были обычные шары для гольфа, залитые свинцом.
— Владислав Болотов, МГУ им. Невельского

5.4 Торпеды


image

Размер торпеды, вес, маркировка и потенциальная «потеря» идентичны правилам для маркеров. Торпеды должны двигаться с «безопасной» скоростью. «Безопасная» скорость — это та, при которой торпеда при попадании с близкого расстояния в человека под водой не причинит ему боль.

Тест торпед:



5.5 Пингеры (акустические локаторы)



Пингеры будут модели Bentos ALP-365, которая позволяет пользователю выбрать частоту от 25 до 40 кГц с шагом 0,5 кГц. Они будут установлены только на целую частоту (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 или 40). Пингеры в каждой секции будут использовать одну и ту же частоту. Например, два пингера в секции A будут иметь одну и ту же частоту, а два пингера в секции B будут иметь одну и ту же частоту (но отличную от секции A). Будет использоваться четыре разных частоты: по одной для каждой секции, одновременно два пингера в секции не должны быть активны, только один.Пинг из одной секции не будет конфликтовать с пингом в другой — только один пингер будет пинговать за раз, см. Рисунок 1. Как показано на рисунке 4, частоты для секций будут: A — 30 кГц, B — 40 кГц, C — 25 кГц, D — 35 кГц.


Рисунок 1. Пингеры для четырех секций.

6 ПРАВИЛА КОНКУРСА


1. Официальным источником всей информации, касающейся правил, интерпретаций и обновлений информации для RoboSub, является домашняя страница www.RoboSub.org

2. Во время соревнований аппарат должен работать автономно, без контроля, руководства или связи с человеком или каким-либо внешним компьютером. Аппарат и любые части, связанные с аппаратом, должны погружаться и оставаться погруженными. Ни одна его часть не должна находиться над поверхностью воды, также не допускается прикрепление чего-либо к аппарату, остающееся над поверхностью во время нахождения аппарата под водой.

3. Команды могут состоять из студентов, преподавателей, промышленных или государственных партнеров. Приглашаются междисциплинарные команды. Участвуют представители промышленности, государственных учреждений или университетов (в составе факультета), однако студенты-очники должны составлять не менее 75% каждой команды. Участники должны быть зачислены в свои учебные заведения в качестве студента-очника за квартал / семестр в течение зимы и весны, чтобы считаться «студентами». Ожидается, что учащиеся из команды будут вносить значительный вклад в развитие своего аппарата.

4. Из участников команды только студенты имеют право на получение денежных вознаграждений.

5. Один из членов команды должен быть назначен «капитаном команды». Капитан команды, только капитан команды, будет говорить за команду во время соревнований.

6. Ни один из членов команды не имеет права заходить на арену вне зависимости от времени(это касается также хождение вброд, плавание, дайвинг, использование лодок и пр. плавательных средств).


Должностные лица организатора конкурса будут заниматься восстановлением потерявшихся аппаратов. Должностные лица организатора конкурса предпримут все разумные усилия для восстановления потерявшегося аппарата, но не могут гарантировать успешность выполнения этой задачи. Все команды признают, что, вступая в соревнование, они несут риск повреждения или потери своего аппарата. Судьи, должностные лица, принимающая сторона и спонсоры не могут нести ответственности за повреждение или потерю.

7. Должностные лица организатора конкурса могут приостановить конкурс в любое время, если посчитают это необходимым для обеспечения безопасности.

8. Будет полуфинальный раунд, в котором будут участвовать большинство / все команды. После полуфинального тура судьи созываются и подсчитывают баллы. Судьи уполномочены выбрать команды, которые будут участвовать в финале. Команды будут приняты в финальный раунд в ранговом порядке из полуфинального раунда.

9. В зависимости от количества участников, чтобы быть рассмотренным для отбора в полуфинальный раунд, аппарат должен показать, что оно может погружаться и проходить через ворота во время тренировочных дней (квалификация). Аппарату, которое автономно проходит через ворота, гарантируется участие в полуфинальном раунде. Если это требование квалификации будет необходимо, об этом будет объявлено.

10. После соревнований судьи подведут итог. Конкурсный рейтинг команд, допущенных до финального раунда, будет выше, чем у команд, не участвовавших в нем.

11. У каждой команды будет 20 минут соревновательного времени. Первые 5 минут составляют период подготовки. В течение этого времени аппарат не может находиться в воде. За этим следует сразу 15-минутный период выступления. Это время может быть изменено в зависимости от количества участников.

12. Период подготовки: аппарат может оставаться на кране или размещаться на доке, но не в воде и не прикасаться к ней. Команда может отказаться от пятиминутного периода подготовки и начать 15-минутный период выступления. Как только начнется период выступления, команда лишается оставшегося времени в период подготовки.

13. Период выступления: когда должностные лица организатора конкурса сигнализируют о начале периода выступления, команда может попросить, чтобы их аппарат был спущен в воду и выпущен для выполнения миссии. Только официальные лица турнира могут спускать и извлекать аппарат. Время, необходимое для спуска и / или извлечения аппарата, не учитывается в отношении 15-минутного ограничения (см.: Завершение плавания и извлечение аппарата). Это делается для предотвращения небезопасных действий в попытке ускорить процесс спуска и извлечения.

14. Серия запусков: команда может выполнить несколько запусков в течение периода выступления. После того, как у команды повторно спустят аппарат, все очки, заработанные в предыдущих запусках, теряются.

Забавно, я вроде читал черновик миссий и там было что берется не последний запуск а лучший. Это на самом деле существенное упрощение, потому что, например, в 2015 году (±1 год) сингапурская команда сделала дофига всего, а потом решила перезапустить миссию ибо решили что этого им недостаточно и их аппарат по закону подлости завис и все их накопленные очки сгорели. В итоге в турнирной таблице мы со своими тремя простыми выполненными миссиями оказались впереди их.
— Антон Толстоногов, ДВФУ

15. Завершение выступления и подъем аппарата: в любое время, пока аппарат в движении, капитан команды может сигнализировать о завершении хода и запросить извлечение аппарата. Только официальные лица организатора конкурса могут получить аппарат и вернуть его в док. Время обратного отсчета для периода выступления останавливается, когда организатор коснется аппарата, чтобы достать его. Отсчет времени продолжится, как только аппарат безопасно будет возвращен на док-станцию, или команда устанавливает связь с аппаратом, в зависимости от того, что наступит раньше (т. е. если у команды есть беспроводная связь с субмариной, время обратного отсчета продолжается, пока дайвер возвращает субмарину к началу).

16. После запуска команда может заблокировать свой текущий счет и использовать любое оставшееся время для осмотра арены. Осмотр должен выполняться автономно. В отличие от соревновательного выступления здесь время будет продолжать идти при извлечении аппарата. Это может быть изменено в зависимости от времени и количества участников.

17. Если аппарат испытывает значительные помехи по части оборудования, линии, кабеля или водолаза, развернутого в поддержку соревнования, капитан команды может попросить остановить время, вернуть аппарат в док и просить судей, чтобы они добавили к времени их наилучшую оценку времени, используемого в этом запуске, до места помех. Если капитан команды не делает этот запрос своевременно (как это определено техническим директором или его назначенным лицом), этот вариант теряется. Вмешательство, связанное с заданиями соревнования, не подходит для этого варианта, и аппарат, вмешивающиеся в это, может быть дисквалифицировано по усмотрению судей.

18. Миссия заканчивается, когда происходит одно из следующих событий:

  • Срок периода выступления заканчивается.
  • Приказ судей о прекращении миссии.
  • Капитан команды требует завершения миссии.
  • Аппарат выходит на поверхность вне восьмиугольника (как определено судьями, см. Раздел «Нарушение» для более подробной информации)

6.1 Что ожидается на месте


1. Организаторы сделали все возможное, чтобы предоставить участникам максимальные ресурсы в месте проведения конкурса, включая электроэнергию, испытательные бассейны, доступ в Интернет и время практики в основном бассейне. Это событие открыто для публики, поэтому есть высокая вероятность того, что потенциальный будущий работодатель или спонсор будет наблюдать за событием.

Это всё очень круто, там и SpaceX бродит и еще куча крутых команд, только одно единственное НО — нужно быть гражданином США :)
— Антон Толстоногов, ДВФУ

2. Ожидается, что ВСЕ команды будут присутствовать в течение ВСЕХ дней соревнований. Если ваша команда не попадает в финал, ожидается, что ваша команда покажет ваш аппарат и будет присутствовать в палатке команды все время (ВСЕ команды, Все дни!)

image

На самом деле это одна из самых сложных частей соревнований — семь дней с 7 утра до 6 вечера под жарким калифорнийским солнцем то еще испытание было для нас.
— Антон Толстоногов, ДВФУ

image

6.2 Электричество


1. Соединенные Штаты используют электрический вилочный разъем на 120В 60Гц 15А. Обычно 3 контакта, два параллельных штыря (один шире другого) и смещенный полукруглый штырь. Более широкий штырь — ноль, более короткий штырь — фаза, а третий — заземление.


6.3 Аппарат


1. Каждая команда может ввести одно или несколько аппаратов в соревнование. Каждый аппарат будет физически проверено судьями соревнований. Судьи могут дисквалифицировать любой аппарат, который, по их мнению, создает необоснованную угрозу безопасности для принимающего объекта. Спонсоры и принимающая организация, их сотрудники и агенты, а также оргкомитет не несут никакой ответственности за любой ущерб или ущерб, причиненный любым аппаратом, а также за любой ущерб или травму, причиненные прямо или косвенно дисквалификацией аппарата.

2. Во время квалификационного, полуфинального или финального запуска каждый аппарат должен работать автономно. При выполнении миссии связь между аппаратом и любым лицом или компьютером за пределами аппарата не разрешается. Аппараты должны действовать исключительно на их способности ощущать и маневрировать на арене с использованием бортовых ресурсов. При выполнении квалификационного, полуфинального или финального запусков все, что прикреплено к аппарату, должно находиться внутри аппарата. Любая часть, которая выходит поверхность (breaks the surface), считается нарушением. Во время тестовых дней и тестовых забегов буи могут использоваться на поверхности для связи.

3. Вес каждого отдельного аппарата должен быть меньше максимально допустимого. Обратите внимание, что бонусные очки присуждаются аппаратам, которые ниже определенного значения, а штрафы — тем, кто превышает его (Таблица 1). Все аппараты должны соответствовать объему, описанному в разделе «Вес и размеры».

4. Все аппараты должны обеспечиваться энергией с помощью батарей. Все батареи должны быть герметизированы, чтобы уменьшить опасность от кислотных или каустических электролитов (caustic electrolytes). Запрещается заряжать батареи, находящиеся внутри герметичных сосудов. Напряжение разомкнутой цепи любой батареи (или аккумуляторной системы) в аппарате не может превышать 60В постоянного тока. Если у команды есть какие-либо вопросы или проблемы, им рекомендуется связаться с техническим директором.

С батареями вообще забавно вышло в этом году. Если мы раньше использовали стандартные батареи для квадракоптеров, теперь мы сделали собственную сборку литий-полимерных батарей состоящую из множества батареек формата 18650 (или что то типа того). И выглядел он как пояс шахида — очень стремно было перевозить через границу. Хотя проблемы были только на русской границе — дальше никто особо не обращал внимания, максимум проверили на детекторе взрывчатки в Корейском аэропорту.

На самом деле если правильно перевозить аппарат через границу (как имущество университета), то это адовая бюрократическая волокита.
— Антон Толстоногов, ДВФУ

5. В водах арены аппарат может выпустить только маркеры или торпеды при помощи сжатого воздуха. Остальное запрещено.

6. Для безопасности вашей команды и тех, кто находится вокруг вас, в палатке команды не допускаются заряженные торпеды. Если вам нужно протестировать свои пусковые установки, проверьте их либо в воде, либо на открытой площадке, вдали от кого угодно и чего угодно.

Это правило появилось не просто так. Какой то чел в американской команде не подумал и решил посмотреть в торпедный отсек когда другой тестировал запуск торпеды. Закончилось это баловство закономерным вызовом скорой, благо всё хорошо закончилось.
— Антон Толстоногов, ДВФУ

7. Для обеспечения безопасности вашего аппарата мы требуем, чтобы оно был надежно закреплено на ремне или подвеске какого-либо типа. Даже если аппарат достаточно лёгкий, чтобы носить с собой, мы не хотели бы, чтобы кто-то выронил и сломал его. Кроме того, нам нужно взвесить аппарат и потребовать, чтобы аппарат каким-то образом был закреплен для измерения. См. документ «Использование подводной лодки» для подсказок и идей о том, как это сделать.

image

8. Все аппараты должны содержать четко обозначенный выключатель, позволяющий водолазу легко и быстро использовать его. Выключатель должен отсоединить батареи от всех двигательных компонентов и устройств на AUV. Обратите внимание, что он не должен выключать компьютер. При реактивации аппарат должен вернуться в безопасное состояние (винты не должны вращаться).

А раньше, кстати, мы рубили прям всю систему этим выключателем (мы его просто называем киллсвичем). Это прям тупо было, ибо мы каждый раз долго ждали перезагрузки компов и восстановления wifi-связи, а так как арена просто перегружена различными wifi точками — это было очень долго.
— Антон Толстоногов, ДВФУ

9. Все винты должны иметь кожухи. Покрытия должны окружать винты иметь по крайней мере расстояние в 2 "(5,1 см) между вращающимся винтом и краями кожуха (спереди и сзади). Если у вас есть защита от попадания пальца при открытии, это расстояние может быть минимальным. Коммерческие двигатели оцениваются как есть, если они покрыты кожухами.

10. Аппараты не допускается в воду без надлежащего рабочего выключателя и защитных кожухов.

11. Все аппараты должны иметь положительную плавучесть, по меньшей мере на половину процента (0,5%) от их массы, при отключении их с помощью выключателя.

12. Должностные лица организатора конкурса могут приостановить работу аппарата в любое время, если они посчитают нужным из соображений безопасности. У команд также могут запросить технические характеристики их аппарата до начала соревнования, с целью заблоговременного выявления проблем безопасности. Информация будет храниться судьями в секрете до окончания соревнования.

13. При участии в соревнованиях допускается использование нескольких аппаратов. Каждый аппарат должен соответствовать требованиям безопасности, описанным выше. Наряду с этими требованиями есть некоторые уточнения для нескольких аппаратов:

  1. Общий сухой вес всех аппаратов должен быть меньше максимального веса, определенного в правилах. Аппараты не обязаны стартовать объединенными вместе, и не обязаны объединяться при завершении запуска.
  2. Все аппараты будут взвешены и все бонусы/штрафы будут рассчитаны для каждого аппарата отдельно.
  3. Выходя из дока, каждый аппарат должен пройти проверочные ворота перед выполнением поставленной задачи.
  4. Команда может принять решение вывести один из аппаратов и вернуть его в док. Если одно (или более) аппаратов всё еще выполняет конкурсную программу, соревновательное время продолжает отсчитываться (думайте о них, как о стае/рое).
  5. Таймер соревнований останавливается, только когда последний аппарат, выполнявший конкурсную программу, возвращается в док. И вновь запускается, когда это последнее судно оказывается в доке.
  6. Команды желающие иметь связь между их аппаратами могут просто оставить свой способ общения и частоту на официальном форме в указанную дату (подробности на форуме). Частоты которыми пользуются пингеры не доступны для коммуникации.
  7. Общение между аппаратами или целеуказание одним механизмом для другого считаются передовым достижением и поощряются дополнительными очками. Если таковые действия выполняются, команды могут подать сопутствующую документацию судьям после запуска (логи аппарата).
  8. Учитываются баллы, набранные любым количеством аппаратов, вне зависимости от того, закончили ли они запуск или были выведены ранее.

7. Последовательность событий во время соревнования


7.1 Тренировочный запуск


Расписание тренировочных запусков будет составлено уже на месте, по ситуации, техническим директором или назначенным ответственным лицом во время тренировочных дней. Мы намерены предоставить так много тренировочного времени, сколько необходимо конкурсантам, и не заинтересованы в простое площадки. Каждый аппарат должен быть одобрен техническим директором или ответственным лицом до того, как может быть допущен на арену для тренировки.

Это на самом деле жесть жестокая. До 2016 года было так — каждый день составлялся новый список тренировочных запусков. Кто первый пришёл — тот первый запускался. Дошло до того что многие приезжали в 4-5 часов утра что бы первыми записаться (записываться можно только на один запуск, чем раньше запустился, тем раньше можно записаться на следующий). Потом организаторы поняли что это прям жесть и начиная с 2016 года в 7 утра просто приходили орги и случайным образом выбирали кто будет первым выбирать время запуска.
— Антон Толстоногов, ДВФУ

7.2 Квалификационный запуск


Если потребуется, (при регистрации более чем 24 команд) командам необходимо будет пройти квалификационный запуск. Команда может запросить зачесть им квалификационный запуск во время тренировочных запусков (в течении тренировочных дней). Аппарат должен пройти сквозь врата автономно (со всем, что должно быть прикреплено или помещено внутрь аппарата), для прохождения квалификации. Команда, прошедшая квалификацию, награждается двумя временными интервалами в дни полуфинала (один в первый день и один во второй). Для любых команд, не прошедших квалификацию в течении тренировочных дней, экстра интервалы будут доступны в течении полуфинальных дней. Сначала они должны пройти квалификацию (пройти сквозь врата), после этого у них будет возможность выбрать экстра интервал. Не прошедшие квалификацию команды могут использовать только один интервал в день. (Подсказка: Начиная со следующего года команды могут предварительно пройти квалификацию, отправив предконкурсное видео, демонстрирующее необходимую квалификацию маневрирования. Нет необходимости ждать тренировочных дней на месте проведения соревнований. Более подробная информация появится позже.)

7.3 Объявление временных интервалов для соревнований


Порядок выступлений будет зависеть от номера в списке, после статического судейства. Первые в списке будут выбирать время первыми, и так далее. Ничья будет решаться броском монетки или случайным выбором.

7.4 Время и раунды


На подготовку отведены первые 5 минут. В течении этого времени аппарат не может быть погружен в воду. По истечении 5 минут (или после сообщения команды о готовности) судьи начинают отсчет времени выполнения. Это время, за которое аппарат выполняет задачу. Как только это время начинается, команда может просить о погружении их аппарата в воду.

7.5 Возврат аппарата


Капитан команды может попросить завершить запуск. Время возвращения аппарата в док не добавляется ко времени выполнения (если у команды нет связи с аппаратом возвращающимся в док). Отсчет останавливается, только если аппарат прошел сквозь врата. Отсчет не останавливается, если аппарат отозван до прохождения через врата.

7.6 Полуфинал соревнований


Каждой команде, прошедшей квалификацию, будет присвоен временной интервал для выполнения задачи. За двадцать минут до начала своего времени команда может пройти в промежуточную зону у места запуска. В начале своего временного интервала команда может пройти в зону запуска своего дока.

Задание будет продолжаться, пока не истечет время на его выполнение, или капитан команды не отзовет аппарат, или судьи не прикажут прервать выполнение задания, или аппарат не всплыл. Судьи могут прервать выполнение миссии по своему решению. Как только судьи прерывают миссию, очки больше не начисляются. Решение судей прервать выполнение задания является окончательным.

7.7 Финальный раунд


По завершению полуфинала судьи составят рейтинговую таблицу участников, основываясь на их выступлениях в полуфинале, и выбирают лучшие команды для финального раунда. Общее количество очков и рейтинг не выбранных команд замораживается. Для финального раунда все очки финалистов обнуляются. Рейтинг команд, участвующих в финальном раунде будет основан на Показателях Эффективности в этом раунде. Любая команда из выбранных для финала окажется впереди не выбранных команд.

8. Задания в соревновании



Рисунок 2: Аэрофотосъемка объекта. В мостовой конструкции нет причалов или опор в пруду.


Рисунок 3: Сечение объекта

Точка запуска, врата, или любое из заданий будут расположены таким образом, чтобы никакие три миссии не будут находится на одной прямой.


Рисунок 4: Планировка и частоты пингера для практики и полуфиналов


Рисунок 5: Планировка курса для финалов

8.1 Врата


Проверочные врата сделаны из трех-дюймовых черных ПВХ труб. Они будут плавать прямо под поверхностью, пришвартованы ко дну. Вертикальные крепления будут замаскированы ярко оранжевой изолентой. Аппарат может пройти сквозь врата на любой глубине.


Рисунок 6. Ворота для проверки


Рисунок 7. Допустимые способы прохождения ворот

Пример прохождения через ворота:



Самая простая миссия, но мы до сих пор толком не умеем её проходить нормально распознавая ворота. Мы просто идем с фиксированным курсом :) Просто при использовании системы технического зрения всегда есть небольшой, но шанс ложного детектирования и ухода аппарата в неизвестность. Проще зафиксировать курс и пройти прямо.
— Антон Толстоногов, ДВФУ

8.2 Указатели пути


Указатели пути 1.2 м в длину и 15 см в ширину. Путь будет покрыт ярко оранжевой изолентой. Каждый показатель пути размещен сразу за текущим заданием и указывает на следующее задание. У ворот будет указатель ведущий к заданию «Отключение корабля». После задания «Отключение корабля», указатель ведет к заданию Навигационный канал. Это будут единственные отрезки пути, которые помогут визуально сориентировать аппарат.

8.3 Отчалить / Потопить корабль


image

На задании будет два буя диаметром A0 Polyform. Один будет красной, другой зелёной. Третий будет желтого цвета (диаметром не меньше 23 см). Все буйки будут прикреплены ко дну. У буйков нет заданной последовательности. Очки начисляются за касание к любым буйкам. Дополнительные очки начисляются за касание сначала Красного, потом Зелёного буйка. Дополнительные очки так же начисляется за переворот желтого буйка (более, чем на 10 градусов), чтобы его край показался на поверхности.


Рисунок 8. Отчалить / Потопить корабль



8.4 Навигационный канал


Горизонтальная секция из 2" ПВХ труб, окрашенных в желтый цвет, будет пришвартована ко дну. К ней будут прикреплены две Желтые вертикальные секции. Вертикальные секции привязаны к горизонтальной ПВХ трубе веревками. Очки начисляются за прохождение над препятствиями. Дополнительные очки начисляются за прохождение канала «на стиле» (боком, задом наперед или вверх ногами).


Рисунок 9: Перемещение по каналу

8.5 Культивация жемчуга (Ящики)


В этом задании принимают участие два черных ящика. Каждый черный ящик окружен 15-ти сантиметровой белой границей. С каждого аппарата может быть сброшено до двух маркеров. Внутри каждого из ящиков находится жемчужина. У одного из ящиков будет крышка, которую необходимо открыть. Крышка оранжевого цвета, ручка — фиолетового. Очки начисляются за опускание маркеров в открытый ящик или на его белую грань. Для зарабатывания максимального количества очков, аппарат должен снять крышку и опустить оба маркера в тот ящик, который ранее был закрыт.


Рисунок 10. Ящик с крышкой


Рисунок 11: Маркер пути, ящик и вставки.

8.6 Битва с кальмаром


Есть пингер, который сможет направить аппарат к этому заданию. Задание состоит из двух отдельных прямоугольников, пришвартованных ко дну, каждый из которых имеет по два отверстия разного диаметра. Будет два малых и два больших отверстия. Один из прямоугольников жестко закреплен на дне ПВХ трубой (кальмар). У этого прямоугольника (с кальмаром внутри), меньшее отверстие будет закрыто плавающими «водорослями». Водоросли сделаны из зеленой лапши для бассейна. Водоросли необходимо сдвинуть с пути, чтобы видеть, куда стрелять. Второй прямоугольник (Щупальце) закреплен тросом типа паракорд 550, и может двигаться и качаться. Каждый аппарат может выстреливать до двух торпед. Очки начисляются за выстрел сквозь любое из отверстий. Максимально количество очков можно получить выстрелив сквозь малые отверстия обоих прямоугольников (и кальмара, и щупальца).


Рисунок 12. Битва против кальмара с водорослями.

8.7 Сбор и классификация образцов / Водоворот


В этом задании присутствует акустический пингер, прикрепленный ко дну бассейна. Прямо над ним находится башня, на башне четыре различных морских образца: Красного, Зеленого, Оранжевого и Синего цвета. Красный и Зеленый образцы длиннее чем Оранжевый и Синий. На поверхности воды, над пингером расположен восьмиугольник, олицетворяющий водоворот. Внутри восьмиугольника находятся три 20-ти сантиметровых шарика, символизирующие трех моряков, которых необходимо спасти из водоворота (Ned Land, Pierre Arronax и Conseil). Каждый из шаров, закреплен в структуре, составляющей часть структуры восьмиугольника. Для получения максимального числа очков за спасение, шар должен оказаться за территорией восьмиугольника. Чтобы получить максимальные очки за восьмиугольник, аппарат должен полностью всплыть внутри восьмиугольника.

image
«Водоворот»

Рядом с пингером и башней находится стол для классификации образцов (большая ровная горизонтальная поверхность). Он находиться на ~0.3 м от земли. На столе находятся четыре соответствующих эллипса: красный, синий, зеленый и оранжевый. Очки начисляются за подбор объектов с башни, всплывание с ними и помещение их на стол. Максимальное количество очков начисляется за расположение образцов в соответствующих по цвету прямоугольниках.


Рисунок 13. Пункт сбора и водоворот.


Рисунок 14. Водоворот и спасение экипажа.


Рисунок 15. Башня и сбор проб.


Рисунок 16: Стол классификации

9. Начисление очков


Каждая из задач имеет связанное с ней количество очков. Задачи могут быть выполнены в любом порядке одним или несколькими аппаратами. Если используется несколько аппаратов, очки будут присуждаться только один раз, когда задача будет завершена любым из аппаратов. Последующее выполнение одной и той же задачи в одном и том же запуске не будет приносить очков. Вспомогательный объект должен быть прикреплен к аппарату, когда аппарат находится на поверхности, чтобы получить максимальные очки для «всплытия с помощью объекта».

Капитан команды может закончить запуск в любое время и сохранить накопленные очки. Команда может решить начать другой запуск, пытаясь выполнить больше / другие задачи. В начале нового запуска очки, накопленные в предыдущем запуске, теряются. Очки начисляются только за самый последний запуск.

NEW! Для финалов лучший результат будет использован для финальных очков. Поэтому команда может попытаться выполнить так много запусков, сколько позволяет время, а запуск, набравший наибольшее количество очков, будет использоваться для их окончательного результата. Если минимальные требования были выполнены, оставшееся время после каждого запуска будет записано и использовано для расчета бонуса времени. Например, после первого запуска команда выполнила требования к временному бонусу с 10 минутами, оставшимися на часах. Эти 10 минут используются для расчета бонуса времени для этого запуска, независимо от того, что происходит со следующим запуском.

Задания Культивировать жемчуг / Битва с кальмаром, а также Собирать и классифицировать будут отмечены только пингером. Не будет указателей пути, указывающих на эти задачи. Команда может потребовать включения определенного пингера (пингер возле Культивировать жемчуг / Битва с кальмаром или пингер рядом с Собирать и классифицировать). Тем не менее, дополнительные очки будут присуждаться команде, запросившей случайный пингер.

Аппарат может выполнять задачи в каждой из секций, отмеченных пингером, в начале любого запуска, команда может запросить случайный выбор пингера. Единственной рандомизацией является выбор первой задачи, отмеченной пингером, вторая задача всегда будет другой задачей (задачами), отмеченной пингером. Если аппарат получает любые очки от первой задачи, связанной со случайным пингером, то оно получает бонусные баллы. В любой момент после того, как аппарат получил очки от задачи, связанных со случайным пингером, капитан может попросить переключить пингер. Если аппарат получает какие-либо очки от второй задачи, связанных со случайным пингером, бонусные очки тоже присуждаются. Если капитан команды просит переключить пингер до того, как аппарат приобрел какие-либо очки, запуск вернется к определенному заданию, и никакие дополнительные задания не будут получены.

9.1 Время


Ожидается, что у каждого аппарата будет 15 минут для завершения всей миссии (с дополнительными 5-минутным временем подготовки). Любой аппарат, который касается буя, проходит через препятствие, помещает по крайней мере один маркер в ящик (или проходит хотя бы одна его торпеда через отверстие) и выходит на поверхность — получат бонусные очки, пропорциональные неиспользованному времени. Каждый аппарат должно начать запуск, пройдя через ворота. В любое время запуска если аппарат выходит на поверхность, запуск заканчивается (см. Раздел «Всплытие» для исключения этих ситуаций).

9.2 Всплытие


При выполнении последовательности задач команда может в любой момент выбрать задачу Всплытие (поверхность в границах восьмиугольника). В этом случае (и только в этом случае) аппарат может выйти на поверхность, а затем снова погрузиться, чтобы выполнить оставшиеся задачи без риска дисквалификации.

Чтобы продолжать движение после всплытия, аппарат должен быть внутри или касаться восьмиугольника. Всплытие за пределами восьмиугольника закончит запуск этого аппарата. Если есть несколько движущихся аппаратов (и под водой), это не заканчивает их запуск. Остальные аппараты могут продолжать свою собственную автономную миссию и продолжать набирать очки за этот запуск. Если всплывший аппарат не может быть убран безопасно, не мешая остальным аппаратам, ему будет разрешено продолжить действовать, но он не наберет больше очков за этот запуск.

9.3 Вмешательство


Аппараты, которые мешают элементам конкурсной инфраструктуры, могут быть дисквалифицированы по усмотрению судей. «Вмешательство» не включает случаи, когда, по мнению судей, аппарат пытается выполнить одну из задач. Если аппарат запутывается в элементе конкурсной инфраструктуры, запуск будет объявлен завершенным. Команды могут сохранить очки, полученные на этом запуске, или могут вернуть аппарат на стартовую платформу и начать новый запуск. Если начат новый запуск, все очки предыдущего будут потеряны.

9.4 Распределение очков


image





9.4.1 Описание субъективных оценок
Технические достижения и мастерство: эти соображения исключают любые компоненты конструкции, которые являются или могут быть (по мнению судей) коммерчески доступными или не включают значительный вклад членов команды. Другими словами, если вы используете хорошо продуманный готовый компонент, ваша команда не получает очков за его хороший технический дизайн. Вы получите баллы за выбор компонента, который, по мнению судей, хорошо подходит для инженерных потребностей аппарата (системная инженерия).

9.4.2 Описание Оценок исполнения
Прохождение через врата: судья определяет, прошел ли аппарат ворота удовлетворительно.

Поддерживать фиксированный курс через ворота: Движется ли субмарина по «прямой линии» через ворота проверки? Это предназначено для отделения аппарата, который поддерживает курс, или каким-либо иным образом совершает что-то автономно, от аппарата, который первоначально идет под углом, чтобы компенсировать свой дрейф. Например, аппарат, который имеет слабое синусоидальное движение из-за настройки ПИД-регулятора, но в среднем поддерживает курс, который движется прямо через ворота. Или аппарат, которое ищет ворота, находит их и направляется через них, проезжает прямо через ворота. Аппарат, направленный от ворот, чтобы компенсировать неустановленные двигатели и дрейф, не проходит прямо через ворота.

Следование «Пути»: насколько хорошо аппарат нашел и следовал к сегменту?

Отчалить / Потопить корабль (Буи): частично очки присуждаются, если вы отслеживаете буй, но вместо преднамеренного касания вы сталкиваетесь с ним. Максимальные очки даются за касание красного, а затем зеленого буя, не касаясь желтого. Максимальные очки даются за наклон желтого буя хотя бы на 10°, частично очки присуждаются за то, что буй не наклоняется. Манипуляция только веревкой, удерживающей буйки / корабль, не будет учитываться для начисления очков.

Навигация по каналу: прошел ли автомобиль через ПВХ, не касаясь его? Какой процент аппарата проходил над верхней частью объекта?

«Стиль» определяется наклонами в 90°. При каждом изменении ориентации на 90 ° добавляется бонус. Канал начинается с ~ 10 футов (3 м) перед структурой ПВХ и продолжается до ~ 10 футов (3 м) после структуры.

Например:

  • Если аппарат меняет направление на 90 ° и проходит через конструкцию, то 1 * (бонусные баллы) добавляются к базовому счету.
  • Если аппарат прошел через конструкцию вверх дном (изменение на 180 °), то к базовому счету добавляются 2 * (бонусные баллы).
  • Если аппарат способен выполнить вращение на 360 °, то к базовому счету прибавляются 4 * (бонусные баллы) (и 8 * для 720 °!).

Культивировать жемчуг: крытый ящик стоит больше очков, чем непокрытый ящик. Два маркера в любом ящике будут считаться дважды. Частично очки могут быть получены, если маркер приземляется рядом или на краю ящика.

Битва с кальмаром: торпеда должна пройти через отверстие для получение максимальных очков. Бонусные очки даются за прохождение одной торпеды через каждое из маленьких отверстий. Частично очки могут быть присуждены, если торпеда касается желтой границы без прохождения.

Всплытие на поверхность в пределах восьмиугольника: Субмарина должна полностью быть в восьмиугольнике, чтобы получить максимальные очки. Частично баллы будут начисляться в зависимости от того, какая часть находится вне восьмиугольника.

Захват объекта: объект должен быть захвачен аппаратом для получения максимальных очков. Частично очки могут быть присуждены за частичный захват.

Сброс объекта: объект должен оторваться от аппарата, чтобы получить максимальные очки.

За объект, оставшийся на аппарате, могут быть присуждены частично очки по усмотрению судей.

Объект на столе классификации: объект должен оставаться на столе для получения максимальных очков. Частично очки могут быть получены, если объекты приземляются рядом или упадут со стола.

Объект около эллипса: объект должен быть полностью в пределах правильного цвета эллипса для получения максимальных очков. Частично очки будут присуждаться в зависимости от того, насколько объект находится за пределами эллипса.

Спасение экипажа: шар должен быть полностью вне восьмиугольника, чтобы получить максимальные очки. Частично очки будут присуждаться за шар, который выпущен, но все еще находится внутри восьмиугольника.

NEW! Межаппаратная связь (IVC): когда в воде имеется несколько аппаратов, они должны обмениваться данными друг с другом, чтобы получить точки IVC (несколько аппаратов не обязаны связываться друг с другом). Судьи должны оценивать коммуникацию. Уровень коммуникации и сложность поведения, возникающего в результате общения, — это то, что определяет количество баллов.

Бонус по времени: как минимум, подводная лодка должна прикасаться к бую, выполнить задание «Навигация по каналу», скинуть по крайней мере один маркер в ящик (или стрелять из одной торпеды через отверстие) и всплыть в восьмиугольнике, чтобы получить бонус за время. Эти задачи могут быть выполнены в любом порядке.

Бонус времени — расчет оставшихся целых минут плюс секунды. Например, с оставшимся временем 7:13 команда получит (7 + 13/60) * 100 = 721,667 балла (приблизительно).

Оригинал: www.robonation.org/sites/default/files/RoboSub_2017_Final_Mission_v2_5-2.pdf

image
Команда организаторов

image
Владивостокская команда

P.S.


В: Расскажите что-нибудь интересное?
О: Почему мы заняли второе место? Просто у всех всё сломалось во время финала, а у нас ничего не сломалось т.к. не работало.

Хочу поблагодарить за помощь в работе над публикацией: Вячеслав Букатов, Сергей Даньшин, Антон Толстоногов, Влад Болотов, Макс Спорышев, Ваня Чемезов, Александра Жихарева, Мария Лукина, Дмитрий Земцов.
Проголосовать:
+18
Сохранить:
Лучшее на Habrahabr