第十六届全国大学生智能汽车竞赛总决赛 AI视觉组线上赛细则草案

Posted 2021-09-04 卓晴

简 介： 关于室内AI视觉组在线上比赛的特殊性，本文由逐飞起草的比赛细则给出了比赛过程的详细描述。

关键词： 智能车竞赛，室内视觉，线上比赛

 

§01 比赛方式

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  由于AI视觉组的特殊识别任务，比如分赛区的竞赛中我们看到需要在赛道上特殊位置部署识别靶标，因此会造成赛道需求与其他室内赛题组不同，比赛过程中需要更换靶标，这样使得比赛流程复杂，需要人员多。

  为了能够方便参赛同学与其他赛题组共用赛道，简化比赛过程，在第十六届智能汽车竞赛的室内AI视觉组比赛中，我们将车模的运行功能与任务识别功能分别进行考察，分别进行积分。这样也可以防止参赛队伍只进行赛道得分，或者只进行识别得分，这样就违背了该组别的宗旨。所以AI视觉组的比赛需要参赛队伍在给定的时间内（比如两分钟），分别执行循迹任务和识别任务。

  1、循迹任务：

  车模在赛道上运行，计算积分值，规则及赛道要求与基础四轮组一致，只是每次运行的限定时间变为两分钟；

  2、识别任务：

  车模在固定位置，两分钟内对固定位置的图片内容进行循环识别并作出相应动作来获得积分值，动作要求请查看视觉识别得分方法；

  通过任务分离的方式，就可以实现与其他室内组进行赛道共用的目的，同时也单独对所有识别任务进行单独考察，避免分赛区出现的“遇码即停”的钻空子比赛方式，需要充分考察国赛高水平小车的AI视觉的任务是否能完成。

 

§02 计时与积分

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一、计时

  AI视觉组的计时分为两部分，第一部分是赛道运行的两分钟倒计时，第二部分是识别任务的两分钟倒计时，两部分任务分别进行倒计时比赛。

  考虑到比赛为线上多个点进行，同时结合今年的积分制赛制，所以各线上赛的赛点不必要购买计时系统。比赛进行时，只需要在直播画面中持续拍到另一个在（两分钟）倒计时的手机即可，当然如果已经有逐飞的计时系统，仍然可以采用计时系统进行（两分钟）倒计时，并且也需要拍到计时的大屏幕画面，以此来记录比赛进行的（两分钟）倒计时是否符合规范。

二、积分

  赛道运行任务的积分标准与基础四轮组的积分标准一致，每次发车的两分钟内，可以一直跑来获取最多的积分，冲出赛道或犯规后则视为本次发车的积分停止，不允许本次发车机会的两分钟内重新重车库发车，也不允许在小车犯规或冲出赛道后由选手捡回小车从赛道中间发车，这也是对车模稳定性的一个考察。图片识别积分也是在两分钟内可以多轮次一直识别累计积分，直到两分钟倒计时结束。最终得分为赛道运行的积分+AI识别的积分。

  AI视觉组赛道各元素积分分值、图片识别得分标准见下表：

比赛任务	比赛得分	备注
发车任务	1	按照发车标准成功发车
环岛任务	5	完成从入环岛到出环岛的完整动作
三岔路口任务	5	必须满足前后两次通过不同三岔路口支路
十字路口任务	2	十字路口直行
坡道任务	5	需要坡道使得车模在最高点距离地面15厘米
视觉AI识别数字元素	5	如果是偶数，则往前行进大约30厘米，然后退回到原地；如果是奇数，往后退行大约30厘米，然后返回原地；
视觉AI组识别AprilTag	5	如果是偶数，车模先往前行进大约10厘米，然后再返回原地。如果Apriltag是奇数，则车模先后退大约10厘米，然后返回原地。
视觉AI识别动物	10	识别到动物，车模的摄像头左右摇摆两次，摇摆的角度大于90°。或者车模前轮转向左右摆动两次。
视觉AI识别水果	15	识别到水果，车模激光管发送激光对水果图片进行照射打靶，激光光斑需打在紫色框内，照射时间超过1秒钟。

  上述得分标准需要进一步优化。并在8月15日之前进行正式确定公布。

 

§03 比赛方式

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一、比赛流程

  参赛队伍有3次发车机会和识别机会，每次发车限时两分钟，每轮识别也限时两分钟；三次机会中取最高积分那次作为最终成绩。

1、赛道运行

  赛道运行的判罚与基础四轮组一致，需要小车从车库出发，按赛道顺序运行各元素，只要两分钟内没冲出赛道、没犯规，就可以一直在赛道上运行并获得积分，冲出赛道及犯规的判罚请查看裁判手册。

2、AI识别

  按照传统的方式，AI识别的数据集准备就有了一定的困难，提前发布比赛数据集会导致利用其它方式进行辨别而放弃AI识别的可能性，如果比赛当天才发布比赛用的数据集也不能保证所有队伍都有彩色打印机来进行打印。

  为了解决这两种矛盾，组委会委托逐飞科技用OpenART mini对电脑显示屏直接显示的图像、数字、AprilTag码进行识别做了验证，经过验证，只要设置合适的曝光，用实际图片进行训练的模型也能识别显示屏直接显示的内容。

  因此比赛时将采用直接对电脑屏幕播放的图片进行识别的方式，届时将由逐飞科技提供一个随机播放数据集图片的软件，每一轮随机播放AprilTag码、数字、动物、水果四种图片，选手可以在两分钟内进行多轮次的识别，完成识别速度快的队伍可以进行的轮次也就较多，便可获得更多的积分。

二、随机显示图片软件

  图片显示软件及操作步骤如下列图片所示。

  （1）打开软件后如上图所示，点击开始便可开始随机显示：

▲ 图2.1.1 软件打开后初值状态

  （2）上一步点击开始后随机显示了一张动物图片：

▲ 图2.1.2 点击开始随机出现的动物图片

  （3）完成识别后继续点击下一张图片：

▲ 图2.1.3 点击下一张图片出现的数字

▲ 图2.1.4 点击下一张图片出现的水果

▲ 图2.1.5 点击下一张图片出现的Apriltag码

  上一步点击下一张图片后随机显示了一张AprilTag图片，完成识别后便完成了一轮完整的识别，继续点击下一张图片便会回到首页只有一个框而没有内容显示的状态，再次点击开始后会开始下一轮随机播放，其中每一轮的动物、水果、数字、AprilTag码出现的顺序是随机的，每个类别的内容也是随机的。

三、车模动作

  由于小车需要根据识别的结果做出不同的动作，具体要求参见 第十六届智能车竞赛总决赛线上比赛赛道设计 。

  由于数字和AprilTag码需要前后移动不同距离，所以在场地布置时，需要在前后各放一把不小于30CM的直尺来进行距离标识，以方便从视频中来对小车的动作进行判罚。同时国赛的数据集中将继续从之前公布的数据集中选取，但正是比赛的数据集将包含深色背景的动物或水果图片。

  关于同学们提到的这种识别方式增加了负担及难度的疑问，其实是可以很容易解决的，只需要在原来的程序中修改为遍历一遍即可，这也是一个探索创新的锻炼过程，并不会大幅增加难度。

 

§04 比赛过程直播

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  为方便组织与开展，同一个赛点多个类别的比赛进行串行开始，所以一个赛点理论上只需要一个视频直播间，但需要提前演练直播拍摄角度，测试直播信号，建议用速度更快的5G信号进行直播，若室内WiFi信号稳定，也可采用WiFi网络进行直播，直播过程拍需要摄清楚每一个过程，如果有手持稳定器或三脚架，建议也用上此类设备，这样可以保证画面比较稳定，使得记录的视频观赏效果更好。

  以下是详细要求：

  1. 发车后选手不能跟车走，小车运行过程中不允许中途操作或接触小车，同时也避免挡住拍摄视线；

  2. 需要在直播的视野范围内看到正在进行倒计时的手机或大屏幕或其他倒计时设备，倒计时结束后的完成动作不予积分；

  3. 在赛道上运行时，发车后镜头要及时拍到小车，不能跟丢让小车跑出视野外；

  4. 在拍摄识别任务时，需要拍摄清楚小车的动作以及被识别图片内容，方便通过视频判断动作是否完成的正确，同时需要在前后各放一把不小于30CM的直尺来进行距离标识，以方便从视频中来对小车的动作是否达标进行判罚；

  5. 需要安排一个机位直播，一个机位录制本地视频存储，以防信号出现问题时，有另一个机位的视频作为参考证据；

  6. 直播视频时需要对竞赛过程进行实时解说和播报，同时需要在另一台电脑上打开直播并对整个直播过程进行录屏，最终作为有效材料汇总提交给组委会，请提前熟悉整个操作过程；

  7. 正式比赛时需要像分赛区那样配备裁判对比赛过程进行判罚，具体判罚标准请查看裁判手册；

  8. 车模检查过程也需要进行直播，车模检查要求参考技术要求表；

  9. 直播的目的是公开透明比赛过程，不能让人产生直播没看到关键点的情况，这样就有争议，所以大家需要在准备过程中严格要求自己，做到公开透明，视频把细节都拍到，在出现质疑的时候也很容易有视频证据作为解释，大家共同维护比赛规则，才能做到消灭质疑；

 

§05 比赛成绩

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  今年全国总决赛因为疫情采用了线上比赛的方式，赛道自行按规定铺设，因此每个队伍可以在准备过程中有充分的调试时间，并且队伍车模性能高，可靠性强。所以为了使得线上比赛更加的紧凑，观赏性强，可以采用三次决胜负的方式。也就是每个队伍只进行三次发车，每次发车的赛道运行及图片识别任务各两分钟，取成绩最好的一次作为最终比赛成绩。

  若产生了同分的情况，根据其他组的排序方式来进行。

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■ 相关文献链接:

• 第十六届智能车竞赛总决赛线上比赛赛道设计

● 相关图表链接:

• 图2.1.1 软件打开后初值状态
• 图2.1.2 点击开始随机出现的动物图片
• 图2.1.3 点击下一张图片出现的数字
• 图2.1.4 点击下一张图片出现的水果
• 图2.1.5 点击下一张图片出现的Apriltag码