Zadání úlohy - Sledování černé čáry s mostem a otočkou
Cílem úlohy je sestavit a naprogramovat robot tak, aby samostatně bez jakékoliv další pomoci (ovládání robota pomocí hlasu, bluetooth či jiných komunikačních kanálů není dovoleno) projel co nejrychleji stanovenou dráhu vyznačenou na podložce černou čarou a zároveň z podložky nesjel.
Vybavení pro řešení úlohy
Každý tým může použít při řešení soutěžní úlohy pouze díly ze stanovených sestav. Jsou možné dvě varianty sestav:
1. Základní souprava LEGO® MINDSTORMS® Education (9797), souprava technických dílů (9648 nebo 9695) – doplňkové pasivní díly, síťový adaptéru (9833 nebo 8887) a jednoosý gyroskopický senzor (1044 NXT Gyroskop).
2. Základní souprava LEGO® MINDSTORMS® Education 45544 EV3, souprava doplňkových dílů 45560 EV3 a síťový adaptér (8887)
Konstrukce robota
Ke konstrukci robota lze využít pouze dílů z výše uvedených sestav. Za díly z dané sestavy lze považovat pouze takové díly, které jsou uvedeny na seznamu obsahu příslušné soupravy (vyobrazeny na kartách příslušných setů). Použití vázacích pásků a obalů, s nimiž jsou ssoupravy dodávány, není přípustné. Díly stavebnice mohou držet pohromadě pouze pomocí standardních spojovacích prvků LEGO.
Robot by neměl mít větší půdorys než 28cm (délka) x 28cm (šířka).
Není povoleno používat kluzný podvozek. Za podvozek či jeho část je považována jakákoliv součást robota, která je při pohybu robota po rovině ve styku s pojezdovou plochou (i dočasně) a přenáší na pojezdovou plochu část váhy robota. Kluzný podvozek je takový, jehož libovolná část se po pojezdové ploše neodvaluje, ale klouže.
UPOZORNĚNÍ: Použití lepidel, šroubů a jiných spojovacích materiálů není povoleno.
Programování robota
V rámci řešených úkolů a soutěže je povoleno využít libovolného programovacího jazyka k naprogramování NXT nebo EV3 kostky (řídicí jednotka LEGO® MINDSTORMS®). Řídicí jednotka při odevzdání musí obsahovat standardní firmware LEGO® MINDSTORMS®. Při programování NXT nebo EV3 kostky a testování robota lze využít k napájení akumulátor, vlastní baterie nebo síťový adaptér. Při vlastní soutěži je možné použít pouze akumulátor nebo baterie!
Soutěžní plocha
Soutěžní plocha se bude skládat ze dvou desek (každá o rozměru 2520 mm (délka) x 1680 mm (šířka)), které budou spojeny dvěma mosty (každý o délce 560mm). Desky mají šedý laminátový povrch na němž bude upevněn bílý paprí s vyznačnou černou čarou (dráha). Každá z desek je opatřena boční lištou (stěnou) z dřevotřísky s šedým laminátovým povrchem, která nad pojezdovou plochou tvoří stěny o výšce 75 mm. Černá čára tvoří dráhu od startovního prostoru do cíle. Mosty budou vyrobeny z umělé hmoty (PSH deska – houževnatý polystyrén tloušťky 5mm) s hladkým nelesklým povrchem. Mosty jsou přímé a nejsou na nich žádné zatáčky. Dráha (černá čára) je vyznačena středem mostní vozovky. Na mostech může být pro vyznačení dráhy použita pouze černá lepenka tvořící černou čáru, nebo bude podkladem také bílý papír s vyznačenou černou čarou. Celková šířka mostu je 278 mm, celkévá délka mostu je 1676 mm s tím, že most stoupá o 115 mm na délce 517 mm, následuje rovná část o délce 642 mm s bočnicemi o výšce 50 mm a na konci je klesání 115 mm opět na délce 517 mm. Sklon klesání resp. stoupání je tedy přibližně 10 stupňů. Černá čára vyznačující dráhu bude vždy před nájezdem/sjezdem na most vedena minimálně 80 mm rovně v ose mostu (nákres mostu viz obr. 1 a foto viz obr.2).
Obrázek
Obr 1: Nákres mostu
Obrázek
Obr 2: Fotografie mostu
Celková délka čáry se může pohybovat od 1 do 50 metrů. Čára může mít jakýkoliv tvar a její tloušťka se může měnit v rozmezí 10 až 70 mmm. Minimální poloměr zatáčky je 150 mm. Čára se může při dodržení minimálního poloměru zatáčky rozdělit a pokračovat dvěma různými směry. Čáry se nemohou křížit. Vzdálenost mezi čarami (s vyjímkou rozdělení) je minimálné 100 mm. Osa černé čáry vyznačující dráhu však není nikde blíže okraji podložky než 180 mm.
Na soutěžním plánu je vyznačen prostor startu a cíle světle žlutou čarou. Startovní a cílový prostor je čtverec o rozměrech 280 x 280 mm. Startovní a cílovou čáru tvoří hranice těchto prostorů, které si jsou nejblíže (měřeno podél dráhy). Startovní i cílová čára je vyznačena symetricky k ose dráhy v šířce 280 mm. Čára je v úseku 80 mm před startovní a cílovou čarou vedena rovně (kolmo ke startovní a cílové čáře.
Příklad uspořádání soutěžní plochy je na obr. 3 a příklad uspořádání soutěžní plochy včetně černé čáry na bílám podladu je obr. 4. Níže uvedený soutěžní plán je pouze jeden z možných příkladů jeho uspořádání pro vlastní soutěž. Může dojít jak ke změně polohy startovací a cílové oblasti, tak i ke změně uspořádání dráhy.
Obrázek
Obr 3: Příklad uspořádání soutěžní plochy
Obrázek
Obr 4: Příklad uspořádání soutěžní plochy včetně černé čáry na bílém podkladu
Pravidla průjezdu dráhy
Robota lze do startovní pozice položit ručně a na povel startéra spustit stiskem tlačítka (bez posunutí robota). Dále již musí robot pokračovat sám, bez jakékoliv vnější pomoci (ovládání robota pomocí hlasu, bluetooth či jiných komunikačních kanálů není dovoleno).
Robot musí umět sledovat černou čáru zprava či zleva. Robot musí po celou jízdu sledovat černou z jedné strany. Uspořádání dráhy s otočkou sledování z jedné strany vyžaduje, jinak může dojít k nedovolenému zkrácení dráhy či nechtěnému prodloužení.
Robot se nesmí odchýlit od sledované čáry více jak 200 mm a nesmí si zkrátit cestu. Na plánu mohou být dále vyznačeny kontrolní body, které musí robot (střed robotu) minout ve směru odpovídajícím průjezdu drahou. Tyto kontrolní body jsou v minimální vzdálenosti od sledované čáry 200 mm. V případě většího odchýlení, zkrácení cesty či chybného minutí kontrolního bodu jízda končí. Za výsledek je v takovém případě považováno ujetí dráhy do místa, kdy robot udělal chybu.
Při dodržení výše uvedených podmínek může robot projet stanovenou dráhu libovolným způsobem. Maximální čas pro jednu jízdu je stanoven na 90 sekund.
V dané jízdě (souboji) vítězí ten robot, který jako první protne cílovou čáru v časovém limitu. Pokud během časového limitu 90 sekund žádný robot neprotne cílovou čáru, vyhrává ten robot, který urazí delší vzdálenost. Pokud není možné jednoznačně určit vítěze, jízda (souboj) se opakuje.
1. kolo soutěže
48 týmů bude rozděleno (na základě losu) předem do 16 tříčlenných skupin (A až P). V rámci skupiny se utká každý tým s každým. Na obr. 5 jsou uvedeny skupiny včetně rozdělení týmů podle náhodného losu.
Obrázek
Obr 5: Rozlosování jednotlivých týmů do skupin
Bodování zápasů
Každá jízda (souboj) dvou robotů je bodován následujícím způsobem:
- Vítězství za 2 body (robot v časovém limitu dojede do cíle)
- Vítězství za 1,5 bodu (robot ujede delší vzdálenost v porovnání se soupeřícím robotem, ale v časovém limitu nedojede do cíle)
- Remíza = po 1 bodu pro oba roboty (oba dva soupeřící roboti projedou ve stejný okamžik v časovém limitu cílem)
- Remíza = po 0,5 bodu pro oba roboty (oba dva soupeřící roboti ujedou shodnou vzdálenost, ale v časovém limitu cílem nedojedou do cíle)
- Prohra za 0,5 bodu (robot dojede v časovém limitu do cíle, ale je pomalejší než soupeřící robot)
- Prohra za 0 bodů (robot ujede kratší vzdálenost než soupeřící robot a v časovém limitu nedojede do cíle)
Stanovení pořadí ve skupině:
Na základě součtu bodů získaných v jednotlivých jízdách (soubojích) daným robotem je určeno pořadí ve skupině. Stanovovat pořadí se bude takto:
- Celkovým počtem bodů
- Při rovnosti bodů minitabulkou vzájemných jízd
- Větším počtem celkových vítězství ve skupině
- Hodem hrací kostkou (hozené vyšší číslo vyhrává)
2. KOLO SOUTĚŽE - VYŘAZOVACÍ ZPŮSOB
Do druhého kola postoupí třidcetdva nejlepších týmů (z každé skupiny dva nejlepší týmy), přičemž budou nasazeni do 2. kola (vyřazovacích bojů) podle následujícího klíče (viz obr. 6).
Obrázek
Obr 6: Vyřazovací pavouk
Jízda (souboj) a vítězství v ní
Ve 2. kole budou spolu soupeřit vždy dvojice robotů. Dvojice se utká v jedné jízdě (souboji). Vítězem se stává robot, který jako první v časovém limitu dojede do cíle nebo robot, který po skončení časového limitu ujem větší vzdálenost. V případě, že nepůjde jednoznačně rozhodnou o vítězi, jízda (souboj) se bude opakovat. Pokus by ani druhá jízda nerozhodla o vítězi bude následovat hod hrací kostkou (hozené vyšší číslo vyhrává, v případě rovnosti se hází opakovaně do rozhodnutí).
V době testování robota na soutěžním plánu před vlastní soutěží není dovoleno provádět jakékoliv explicitní měření rozměrů dráhy.
Obecné ustanovení
Pokud není uvedeno jinak, vede porušení kteréhokoliv z uvedených pravidel k diskvalifikaci robota v dané jízdě (prohra v dané jízdě). O dodržení pravidel a diskvalifikaci rozhoduje hlavní rozhodčí (Martin Hlinovský) dohlížející na průběh soutěže. Jeho rozhodnutí je konečné.
Kterýkoliv člen týmu může podat protest proti výsledku v dané jízdě do 60s od jejího skončení. Na protesty podané po tomto časovém limitu nebude brán zřetel.
Organizátor soutěže má právo ověřit autorství programu v robotovi formou dotazů k jeho funcionalitě. Pokud ani jeden člen týmu nebude schopný odpovědět na otázky týkající se funkce robota, bude tím zpochybněno autorství programu a bude to považováno za porušení pravidel soutěže. V tomto případě si organizátor vyhrazuje právo tento tým vyloučit ze soutěže, a to kdykoliv v průběhu soutěže až do chvíle vyhlášení celkových výsledků. Vyloučený tým pak bude v další části soutěže nahrazen týmem, který byl naposledy vyřazen vyloučeným týmem.
Odkazy
Soutěžící týmy si můžou stáhnout v pdf formátu obě dvě části černé čáry na bílém podkladu pro vytištění a trénink, které budou použity při vlastní soutěži:
Černá čára v pdf formátu - 1 část
Černá čára v pdf formátu - 2 část
Webová stránka, na které je možné stáhnout LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Software
Základní informace o LEGO Mindstorms: pdf
Metodika práce s NXT-G: pdf,ppt
Základní návod na programování pomocí NXT-G: pdf,ppt
Referenčná príručka 1 ku grafickému jazyku NXT-G
Referenčná príručka 2 ku grafickému jazyku NXT-G
Základní prezentace - Programování LEGO robotů pomocí NXC
Základní návod na programování pomocí NXC: pdf,ppt
NXT tutorial sk
Programovacia príručka k stavebnici LEGO NXT Mindstorm
Základní prezentace - Srovnání LEGO Mindstorms NXT vs. EV3
Základní prezentace - regulátory: pdf,ppt
Základní prezentace - Robotický seminář pro střední školy