• 第二十一届全国大学生智能汽车竞赛比赛规则
• 基于 Altium Designer 的 “疯狂电路组”比赛赛道 设计与制作参考说明 附带封装库文件
• 疯狂电路赛道材质
• 第21届全国大学生智能汽车竞赛提问与回答：疯狂电路组别

 

01 赛道说明

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  在 第21届全国大学生智能汽车竞赛 中缩微赛道中包括有疯狂电路组。 要求制作缩微轻量车模能够沿着电路图赛道运行， 尽量通过电路中所有的电路回路中的元器件。

  为了尽可能兼容以前缩微光电组比赛的技术方案， 使得初次参见比赛的队伍尽可能完成比赛任务， 比赛任务设置采用以下原则：

  （1） 允许车模只是通过部分电路回路， 比赛成绩将会根据遗漏的回路中元器件的个数进行成绩加罚， 但并不影响完赛结果；

  （2） 在分赛区预赛、决赛、国赛不同的阶段比赛中， 电路的复杂程度从简单到复杂逐步过渡；

  （3） 比赛的预赛和决赛场地电路图在比赛之前提前（提前一周） 进行公布， 方便参赛队伍提前进行测试练习； 在公布的比赛赛道的时候， 会给出发车区域位置的。

  （4） 采用分科目比赛的模式， 三个科目从简单到复杂。 这样使得完赛门槛变低， 同时又留有更高的发挥空间。

  下面，给出赛道制作说明。

一、赛道整体情况

1、铺设环境和制作方法

  竞赛所使用的赛道铺设在屏幕场地内， 场地范围大约在 2米~4米的范围内。 根据比赛阶段和难易程度， 比赛场地会有变化。 车模运行轨迹为电路示意图， 其中包括有若干节点和回路。 节点之间的引线作为车模行进引导线， 节点支路上存在有若干电子元器件， 作为车模识别赛道的干扰图案。 电路本身并不一定具有实际意义和功能。

  赛道可以通过一下两种情况进行制作：

  （1） 在蓝色背景布上， 使用宽度为 20mm±5mm 白色胶带搭建电路引导线。 元器件也是用白色胶带铺设；

  （2） 直接利用彩色喷绘， 在宣传布料上直接打印出电路图案和背景。

• 疯狂电路赛道材质

2、电路基本结构

  下面给出比赛电路的三个科目对应的电路网络 电路复杂度从简单到复杂逐步增加。 绘制电路图可以参见 《 基于 Altium Designer 的 “疯狂电路组”比赛赛道 设计与制作参考说明 》。

（1）科目1：串联网络

  所有的电子元器件串联起来， 形成单个串联回路。 串联回路中的器件的个数种类会产生变化。

▲ 图1.1.1 单回路电路网络示意图

（2）科目2：并联网络

  电路组成串并联网络结构。 并联的支路个数在 五个之内。 电路网络中的 T型路口 包括两种类型：

  （1） T型路口是由引导线构成。 如下图中所示。
  （2） T型路口由有源器件 （比如三极管、晶闸管）构成。 参见下面 （3）串并联网络中电路示意图。

▲ 图1.1.2 串并联网络示意图

▲ 图1.1.3 串并联电路网络示意图

• 一个奇怪的电路分析：臭氧发生电路

  电路每条支路中的元器件的个数不同， 元器件个数多的支路，实际上对应的车模通过价值更高。 因为最终比赛成绩是包含有通过元器件个数的因素。

（3）科目3：串并联网络

  电路中包括有串联、并联、反馈等回路。 车模可以根据电路拓扑结构的难易程度、各个支路元器件的多少优化行进路线策略。 尽可能通过所有元器件，并缩小整体比赛时间。

▲ 图1.1.4 串并联网络示意图

▲ 图1.1.5 参赛同学制作的演示视频

二、电路元器件

1、元器件种类

（1）电源开关类

▲ 图1.2.1 电源开关类器件示意图

（2）无源器件

▲ 图1.2.2 无源器件示意图

（3）有源器件

  有源器件包括有三大类：

  （1） 三极管、MOS管： 主要组成电路网络中的T型分支；
  （2） 二极管、晶闸管： 其中晶闸管组成电路的T形分支；
  （3） 与门、与非门，缓冲放大器： 组成支路中的干扰图案。

▲ 图1.2.3 有源器件示意图

2、元器件尺寸

  电路中所有的元器件都包含在边长小于 15厘米 的方框之内。

▲ 图1.2.4 元器件尺寸示意图

三、电路尺寸

1、元器件引线长度

  元器件引线长度不小于15厘米。 这个距离包括：

  （1） 元器件距离电路节点之间的长度；
  （2） 元器件距离线路弯道之间的长度；
  （3） 元器件之间的长度；

▲ 图1.3.1 元器件引线长度示意图

2、支路之间的间隔

  为了避免平行支路之间的赛道元素的干扰， 相邻平行支路对应的元器件元素最近距离不小于 20厘米。

▲ 图1.3.2 支路回路间距示意图

3、绝缘区域禁入检测

  为了防止车模运行进入电路外围绝缘区域， 在线路外随机散布这电子锥桶， 车模压过这些检测点，会触发检测锥桶。 如果车模触发了锥桶，比赛任务失败。 电子锥桶距离最近的线路距离不小于 15厘米。

▲ 图1.3.3 电路绝缘区域散布的检测电子锥桶示意图

 

02 比赛计分标准

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一、比赛计分

  每个科目比赛成绩包括有三部分：

  （1） 车模从发车区出发到回到发车区的比赛时间： T1。 发车区域只允许通过 一次。
  （2） 车模在发车前的重量合算的时间：T2；
  （3） 车模通过元器件的个数：N；

  假设 电路中包括元器件个数为 M，那么最终比赛时间（单位：秒）为：

  其中，要求 N ≥2。 否则算作比赛失败。

   最终成绩是由三个科目时间累加起来， 如果一个科目没有完赛或者放弃， 该科目的成绩记为 278 秒。

二、检测通过方法

  检测车模是否通过电路中的元器件， 是由铺设在赛道元器件下面的红外检测模式自动进行检测。 现场能够实时显示通过元器件的个数。

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■ 相关文献链接:

• 第二十一届全国大学生智能汽车竞赛比赛规则（讨论稿）
  （1） 《 第21届智能车竞赛飞檐走壁组比赛赛道制作说明 》
  （2） 《 第21届智能车竞赛疯狂电路组比赛赛道制作说明与计分标准 》
  （3） 《 第21届智能车竞赛蚂蚁搬家组搬运任务说明 》
  （4） 《 第21届智能车竞赛飞跃雷区组车模与比赛场地说明 》
  （5） 《 第21届智能车竞赛走马观碑组比赛场地与目标板说明 》
  （6） 《 第21届智能车竞赛雁过留痕组比赛场地与紫外线感光片说明 》
  （7） 《 第21届智能车竞赛人工智能视觉组比赛细则 》
  （8） 《 第21届智能车竞赛人工智能完模比赛细则 》
  （9） 《 第21届智能车竞赛卡丁快跑组比赛科目细则 》
  （10） 《 第21届智能车竞赛轮腿穿越组比赛科目细则 》
  （11） 《 第21届智能车竞赛单车定向组比赛科目细则 》
  （12） 《 第21届全国大学智能汽车竞赛制作材料白名单与黑名单 》
  （13） 竞赛车模平台及其配件
    为了进一步方便参赛队伍的车模器材充分应用，灵活选择车模结构方案， 大赛制定车模供应商（博思威龙、北京科宇）的相同尺寸舵机、电机可以交换使用。
     1） 第21届全国大学生智能汽车竞赛 | 北京科宇公司车模清单
     2） 第21届全国大学生智能汽车竞赛 | 博思威龙车模清单

● 相关图表链接:

• 图1.1.1 单回路电路网络示意图
• 图1.1.2 串并联网络示意图
• 图1.1.4 串并联网络示意图
• 图1.2.1 电源开关类器件示意图
• 图1.2.2 无源器件示意图
• 图1.2.3 有源器件示意图
• 图1.2.5 元器件尺寸示意图
• 图1.3.1 元器件引线长度示意图
• 图1.3.2 支路回路间距示意图