Zadání úlohy

Zadání úlohy - Střelnice

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) sebral co nejvíce barevných míčků ze soutěžní plochy (hřiště) a umístil je do barevných oblastí „terče“.  Jednotlivé oblasti mají různé bodové hodnocení. Pro snazší orientaci jsou na hřišti vyznačeny naváděcí černé čáry. Soutěž bude organizována jako vzájemný zápas dvou robotů na dvou samostatných identických hřištích. O vítězství rozhoduje větší počet získaných bodů.

Vybavení pro řešení úlohy

Každý tým může použít při řešení soutěžní úlohy pouze díly ze stanovených souprav a dílů. Jsou možné následující varianty sestav souprav a dílů:

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).

nebo

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 v seznamu dílů obsažených v příslušné soupravě (vyobrazeny na kartách příslušných setů). Použití vázacích pásků a obalů, s nimiž jsou soupravy dodávány, není přípustné. Díly stavebnice mohou držet pohromadě pouze pomocí standardních spojovacích prvků LEGO.

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 (vrácení zapůjčené stavebnice) 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 (hřiště) je vodorovná deska (viz obr. 1). Celkové rozměry soutěžní plochy (pojezdové plochy) jsou 2560 mm (délka) x 1720 mm (šířka).

Obr. 1: Ilustrační obrázek uspořádání hracího hřiště pro ROBOSOUTĚŽ 2017 PRO SŠ

Soutěžní plocha (deska) má šedý laminátový povrch, na části desky bude upevněn bílý papír s vyznačenou černou čarou (dráha), která slouží pro usnadnění navigace robotů (viz. obr. 1). Soutěžní plocha je opatřena boční lištou (stěnou) z dřevotřísky s šedým laminátovým povrchem, která nad pojezdovou plochou tvoří stěny o výšce 75 mm (viz obr. 2). Černá čára (dráha) začíná u přípravku „Terč“ a vede v osách hrací plochy směrem k bočním lištám hracího hřiště.Černá čára není vedena až k bočním lištám (stěnám) hracího hřiště. Mezi stěnou a začátkem černé čáry je však mezera nejvýše 25 mm. Tloušťka černé čáry je konstantní v rozmezí 18-25 mm.

Obr 2: Fotografie uspořádání hracího hřiště pro ROBOSOUTĚŽ 2017 PRO SŠ

Na soutěžní ploše bude položen přípravek "Terč" s jednotlivými oblastmi (modrá, červená, žlutá a zelená - viz obr. 3). Půdorysné hranice těchto oblastí tvoří soustředné kružnice. Oblasti tedy tvoří mezikruží. Přípravek je sestaven z laminátové desky o průměru 1000mm a výšce 25mm, na které jsou v drážkách zasazeny stěny oddělující jednotlivé oblasti. Vnější stěny oblastí mají průměr: 800mm pro modrou, 600mm pro červenou, 400mm pro žlutou a 200mm pro zelenou. Výška vnější stěny zelené oblasti je 190mm (s tolerancí ± 5mm). Výška ostatních stěn je 145 mm (s tolerancí ± 5mm). Přípravek bude umístěn symetricky uprostřed hracího hřiště.

Obr 3: Ilustrační obrázek přípravku "Střelnice" s definovanými barevnými oblastmi

Obr 4: Fotografie přípravku "Střelnice" s definovanými oblastmi

Na hřišti bude dále umístěno 20 barevných míčků (obr. 6) o průměru 60mm. Míčky dané barvy umístěny vždy na stejném místě. Rozmístění je vidět na obr. 1. Jednotlivé míčky budou od sebe vzdáleny 280mm (měřeno od středu ke středu míčku). Každý míček bude umístěn ve vzdálenosti 140mm (měřeno opět od středu míčku) od boční lišty (stěny) hracího hřiště. Každý míček bude umístěn na pozinkované podložce o tloušťce 3mm s vnitřním průměrem 17mm a vnějším průměrem 29mm (viz obr. 5), která zajišťuje jeho stabilitu.

Obr. 5 Fotografie pozinkované podložka

Zde je možné zakoupit míčky

Obr. 6 Ilustrační obrázek míčků

Pravidla pro souboje robotů

Robota lze položit na hřiště ručně (na libovolné místo tak, aby se jeho podvozek dotýkal dráhy - černé čáry) 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).

Úkolem robota je přesunout v daném časovém intervalu co nejvíce barevných míčků umístěných na hřišti do cílových oblastí na „Terči“. Robot se může pohybovat libovolně po hřišti a je mu dovoleno se dotknout přípravku "Terče". Za každý barevný míček, který se bude po skončení časového limitu nacházet v oblasti stejné barvy, získá tým body dle tabulky:

Situace Body
Modrý míček v modré oblasti 1
Červený míček v červené oblasti 2
Žlutý míček ve žluté oblasti 3
Zelený míček v zelené oblasti

5

Maximálně může tým získat v jednom souboji 55 bodů. Pokud se barevný míček bude nacházet v oblasti jiné barvy, nebo mimo oblasti „Terče“, tým nezíská za tento míček žádné body.

Po spuštění časomíry mají roboti 90 sekund na přemístění co největšího počtu barevných míčků do odpovídajících barevných oblastí terče. V daném souboji vítězí ten robot, který získá větší počet bodů.

Organizace soutěže

1. kolo soutěže

V prvním kole bude mít každý ze soutěžících týmů postupně 2 pokusy (absolvuje dva souboje) na hracím hřišti s cílem získat co největší počet bodů.

Pořadí soubojů:

  • Tým č.1 a Tým č.2
  • Tým č.3 a Tým č.4
  • Tým č.5 a Tým č.6
  • Tým č.7 a Tým č.8
  • Tým č.9 a Tým č.10
  • Tým č.11 a Tým č.12
  • Tým č.13 a Tým č.14
  • Tým č.15 a Tým č.16
  • Tým č.17 a Tým č.18
  • Tým č.19 a Tým č.20
  • Tým č.21 a Tým č.22
  • Tým č.23 a Tým č.24
  • Tým č.25 a Tým č.26
  • Tým č.27 a Tým č.28
  • Tým č.29 a Tým č.30
  • Tým č.31 a Tým č.32
  • atd.
  •  

Stanovení pořadí týmů v prvním kole:

Na základě součtu bodů získaných v obou pokusech (soubojích) daným robotem je určeno pořadí po prvním kole. Stanovovat pořadí se bude takto:

  1. Celkovým počtem bodů (součet obou pokusů (soubojů)).
  2. Při rovnosti bodů dvou nebo více týmů rozhoduje větší počet bodů získaných v jednotlivých pokusech (soubojích).

  3. Hod hrací kostkou (hozené vyšší číslo vyhrává, v případě rovnosti se hází opakovaně do rozhodnutí).

 

2. kolo soutěže

Do 2. kola soutěže mohou postoupit týmy, které v 1. kole soutěže v součtu získaly alespoň 1 bod. Nejvýše však postupuje 24 týmů podle pořadí. Pokud bude postupujících týmů méně než 17, postupují všechny týmy přímo do 3. kola soutěže. V opačném případě postupuje nejlepších 8 týmů podle pořadí v 1. kole soutěže přímo do 3. kola soutěže a týmy na 9. až 24. místě se utkají o postup do 3. kola soutěže. 2. kolo soutěže bude organizováno jako vzájemné utkání na dvě jízdy, z nichž vždy vítěz postoupí do 3. kola soutěže. Vítězem utkání se stává tým, který získá v součtu dvou jízd více bodů. Jestliže oba týmy získají stejný počet bodů bude následovat třetí jízda a pokud ani ta nerozhodne o vítězi, bude následovat hod hrací kostkou (vyšší číslo vyhrává, v případě rovnosti se hází opakovaně do rozhodnutí).

Ve 2. kole soutěže se utkají týmy umístěné v pořadí po 1. koea následovně:

9. tým - 24. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 9. tým pořadí)

10. tým - 23. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 10. tým pořadí)

11. tým - 22. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 11. tým pořadí)

12. tým - 21. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 12. tým pořadí)

13. tým - 20. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 13. tým pořadí)

14. tým - 19. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 14. tým pořadí)

15. tým - 18. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 15. tým pořadí)

16. tým - 17. tým (vítěz bude nasazen ve 3. kole soutěže jako 16. tým pořadí)

3. kolo soutěže

3. kolo soutěže bude probíhat ve formě vyřazovacího systému na dvě porážky. Vyřazovací systém na dvě porážky je méně obvyklá modifikace vyřazovacího systému, rozpisu utkání turnajů některých her a sportů (tzv. oboustranný pavouk). Turnajem nepostupují jen vítězové, ale i účastníci, kteří prohráli zatím jen jednou. Graf rozpisu utkání se skládá jak z části pro vítěze jako ve vyřazovacím systému, tak i části pro účastníky, kteří již jednou prohráli.

Páry účastníků do turnaje vstupují podobně jako ve vyřazovacím systému, tedy obvykle losem nebo s pomocí nasazování tak, aby se dva „papírově“ nejsilnější mohli sejít jako neporažení až ke konci turnaje. Na začátku jsou všichni ve větvi vítězů. Ti, co vyhrají, postupují do druhého kola. Ti, kteří prohrají, přecházejí na začátek větve poražených.

Vítěz každého kola ve větvi vítězů se v následujícím kole setká s dalším jiným vítězem z této větve. Poražený z tohoto duelu přechází do větve poražených. Vítěz každého kola ve větvi poražených se v následujícím kole setká s některým poraženým z větve vítězů. Pro poražené ve větvi poražených turnaj končí, neboť prohráli již podruhé.

Na konci turnaje se vítěz větve vítězů utká v zápase o celkové vítězství s vítězem větve poražených. Pokud v tomto utkání vyhraje vítěz větve poražených, hraje se ještě jeden zápas mezi těmito dvěma účastníky. Tím je zaručeno, že vítěz turnaje jako jediný neokusí porážku více než jednou.

3. kolo soutěže bude organizováno jako vzájemné utkání dvou robotů v jedné jízdě. Vítězem utkání se stává tým, který získá v této jízdě více bodů. Pokud týmy dosáhnou stejného počtu týmů, zvítězí tým, který dosáhl tohoto počtu bodů prokazatelně dříve. Jestliže oba týmy získají stejný počet bodů za stejný čas (nebudeme schopni rozhodnout prokazatelně, který tým byl rychlejší), bude následovat druhá jízda a pokud ani ta nerozhodne o vítězi, bude následovat hod hrací kostkou (vyšší číslo vyhrává, v případě rovnosti se hází opakovaně do rozhodnutí).

Obecná 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 ihned po jejím skončení (maximálně však do 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 funkcionalitě. 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. Účastníci na požádání musí umožnit organizátorům nahlédnout do kódu programu za účelem ověření, zda odpovídá pravidlům soutěže. V těchto případech porušení pravidel si organizátor vyhrazuje právo takový 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

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

Soutěžící týmy si můžou stáhnout v pdf formátu černou čáry na bílém podkladu pro vytištění a trénink, které budou použity při vlastní soutěži:

Černá čára 1 v pdf formátu

Černá čára 2 v pdf formátu