第十七届全国大学生智能车竞赛智能视觉组规则补充说明

Posted 2022-01-29 卓晴

简 介： 本文对全国大学生智能车竞赛智能视觉组中的Apriltag定位立方体的摆放位置以及目标盘的形状和尺寸进行了补充修订，使完成比赛任务的车模具有更高的定位精度和识别效率。

关键词： 全国大学生智能车竞赛，智能视觉组，Apriltag

 

§00 背景说明

  在 第十七届全国大学生智能车竞赛竞速组 中的 智能视觉组 中的车模在场地内的 Apriltag 定位立方体的辅助视觉导引下，完成对场地内的目标盘的搜索、识别和搬运。为了使得参赛同学车模作品能够更好的完成比赛任务，提高比赛效率，竞赛组委会根据初步的实验测试，对于规则中的以下细节进行调整：

• Apriltag定位立方体摆放位置和数量；
• 物体目标盘的形状和尺寸；

  竞赛规则补充说明正式文档将会在 全国大学生智能车竞赛网站 进行公布。

smartcar.cdstm.cn

▲ 图1 全国大学智能车竞赛网站

 

§01 规则修改

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1.1 Apriltag定位立方体

  在智能视觉组细则中规定了用于自动车模视觉定位的Apriltag立方体的制作规格，包括外观、尺寸以及摆放位置。 经过针对小型摄像头（成像分辨率为320×240）对Apriltag图片的识别定位精度测试，利用在3.米之内摆放方位准确的两个Apriltag立方体便可以获得 5厘米以内的精度，这可以满足车模在比赛场地内定位需求。

▲ 图1.1.1 半个比赛场地内的Apriltag定位立方体

  为了使得车模在场地内任何位置，在3米之内都具有两个，或者两个以上的Apriltag立方体，同时避免车模行进过程中对定位立方体碰撞，对于比赛场地定位立方体的数量和摆放位置进行调整。

1.1.1 摆放位置

  定位立方体摆放规格满足：

• 定位立方体摆放在比赛场地边缘，不再占用场地内的面积。
• 定位立方体所处在的位置是场内20×20厘米虚拟方格往外自然延拓的方格。

▲ 图1.1.2 比赛场地边上的Apriltag定位立方体摆放示意图

  根据上述两个条件，定位立方体的一边与比赛场地靠齐，中心对准所处方格的中心线。场地内不再防止定位立方体。

  比赛过程中，如果运行的车模行驶出比赛场地，撞击定位立方体，将其推离原来摆放位置。比赛队员可以自行将其恢复原来的位置，比赛过程不中断。

1.1.2 摆放数量

  为了使得车模在场地内任何一个位置3米范围内都有两个或者两个以上的Apriltag定位立方体，场地边上的Apriltag之间的间距不超过1.5米。如果采用5×7米的比赛场地时，长边和短边摆放的定位立方体数量超过4个和3个。

1.2 目标盘形状和尺寸

  由于用在比赛中的3大类，15种小类图品数量相对较少，再加上在NXP的跨界MCU上所部属目标识别网络规模受到一定限制，为了：

• 提高场地内目标盘的检测精度；
• 减少目标物方向变化空间范围；

  将目标盘的形状由原来规定的圆盘形状，修改为正方形，正方形的边缘具有1厘米宽的黄色边缘。

▲ 图1.2.1 目标盘的形状和尺寸

  目标盘在场地内摆放时，其边缘与场地边缘平行，故此每个目标盘排放时有4种不同的朝向。

▲ 图1.2.2 同一物体四种不同的朝向

 

※ 规则总结 ※

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  本文对全国大学生智能车竞赛智能视觉组中的Apriltag定位立方体的摆放位置以及目标盘的形状和尺寸进行了补充修订，使完成比赛任务的车模具有更高的定位精度和识别效率。

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■ 相关文献链接:

• 第十七届全国大学智能汽车竞赛竞速比赛规则
• 第十七届智能车竞赛智能视觉组比赛细则
• Apriltag
• 全国大学生智能车竞赛网站

● 相关图表链接:

• 图1 全国大学智能车竞赛网站
• 图1.1.1 半个比赛场地内的Apriltag定位立方体
• 图1.1.2 比赛场地边上的Apriltag定位立方体摆放示意图
• 图1.2.1 目标盘的形状和尺寸
• 图1.2.2 同一物体四种不同的朝向