Zádání úlohy

Programování robota

V rámci řešených úkolů a soutěže je povoleno využít libovolného programovacího jazyka k naprogramování EV3 nebo NXT kostky (řídicí jednotka LEGO® MINDSTORMS®). Řídicí jednotka při odevzdání (vrácení zapůjčené) musí obsahovat standardní firmware LEGO® MINDSTORMS®. Při programování EV3 nebo NXT 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 s šedým laminátovým povrchem (viz obr. 1). Celkové rozměry soutěžní (pojezdové) plochy jsou 2560 mm (délka) x 1720 mm (šířka). 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).

Obrázek

Obr 1: Ilustrační obrázek možného uspořádání hracího hřiště pro ROBOSOUTĚŽ 2018 PRO ZŠ

Soutěžní plocha je pomyslně rozdělena na 9 x 6 (celkem 54 čtverců o velikosti 280mm x 280mm). V každém čtverci může být umístěn barevný čtverec nebo překážka.

Obrázek

Obr 2: Fotografie možného uspořádání hracího hřiště pro ROBOSOUTĚŽ 2018 PRO ZŠ

Překážky představují čtvercové moduly o rozměrech 280 x 280 mm, které jsou slepeny ze třech ohraněných laminátových desek o tloušťce 25mm, takže celková výška je 75mm (viz obr. 3 – pohled ze shora a obr. 4 – pohled zespodu). Překážky budou upraveny tak, aby se při běžném kontaktu s robotem nepohybovaly.

Obrázek

Obr. 3 Čtvercový modul představující stromy a kameny (překážky) o rozměrech 280mm x 280mm – pohled ze shora

Obrázek

Obr. 4 Čtvercový modul představující stromy a kameny (překážky) o rozměrech 280mm x 280mm – pohled zespodu

Startovní a cílové pole (čtverec) budou mít barvu žlutou. Pozice startovního a cílového pole se může na soutěžní ploše měnit. Bílý a zelený čtverec znamenají pro robota, že pojede rovně (v přímém směru se budou střídat bílé a zelené čtverce). Modrý čtverec znamená pro robota odbočení doprava, červený čtverec znamená pro robota odbočení doleva. Robot při své jízdě může projet bílým nebo zeleným polem vícekrát. Trasa povede jednoznačně od startovního pole do cílového pole. Na této pomyslně vyznačené trase nebudou nikdy za sebou dva nebo více čtverců stejné barvy. Na polích, která nebudou součástí pomyslně vyznačené trasy, budou překážky nebo bílé čtverce (může jich být i více za sebou nebo vedle sebe).

Pravidla průjezdu bludištěm

Robot umístí hráč (člen týmu) na hřiště do startovního pole (žlutého čtverce – robot musí být celým svým půdorysem na startovním poli). Na povel startéra spustí hráč robota 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). V případě porušení pravidel je tým okamžitě diskvalifikován v dané soutěžní jízdě.

Úkolem robota je projet trasu bludiště od startovního pole (čtverce) do cílového pole (čtverce) s tím že bude měnit směr jízdy dle barvy projížděných polí, jak bylo popsáno výše. Současně by měl robot umístit na každém druhém zeleném poli (čtverci) kostičku (technický díl č. 4211655 (EV3) nebo č. 4210751 (NXT)  – viz obr. 5). Tyto kostičky (maximálně 10 kostiček) si robot poveze sebou již od startu. Tyto kostičky se nebusou započítávat do počtu technických dílů stavebnic, ze kterých je postaven robot. Za každé správně projeté pole (čtverec) obdrží tým 1 bod a za každou správně položenou kostičku 2 body. Za správně projeté pole (čtverec) se uzná pole (čtverec), pokud je na něm větší část robota v porovnání se sousedním polem (čtvercem). O správně projetém poli (čtverci) rozhoduje hlavní organizátor ROBOSOUTĚŽE Ing. Martin Hlinovský, Ph.D. eventuálně jím pověřený zástupce. Jejich rozhodnutí je konečné a nenapadnutelné.

Obrázek

Obr. 5 Technický díl č. 4211655 (EV3) nebo č. 4210751 (NXT)

Před začátkem každé soutěžní jízdy mají hráči k dispozici přípravný čas pro zapnutí EV3 nebo NXT kostky, kalibraci senzorů nebo výběr programu. Přípravný čas je přitom limitován maximální délkou jedné minuty.

 

UPOZORNĚNÍ: Během tohoto přípravného času není dovoleno soutěžícím robotu jakýmkoliv způsobem sdělit (zadat) zejména informace o rozmístění překážek a barevných čtverců.

 

Po spuštění časomíry mají roboti 90 sekund na projetí bludiště. V daném souboji vítězí ten robot, který získá větší počet bodů. V případě rovnosti bodů zvítězí robot, který projel bludiště prokazatelně rychleji.

Je zakázáno, aby měl robot předem naprogramovanou trasu, tzn., že robot musí jet pole od pole a podle barvy pole (čtverce) rozhodnou o dalším směru jízdy. Pro snazší rozhodnutí o správném pohybu robota v bludišti budou na hracím hřišti vhodně umístěné překážky.

Robotu není dovoleno překonávat překážky umístěné uvnitř soutěžní plochy.

Soutěžní jízda bude ukončena dříve pokud:

·  Robot není schopen bez pomoci pokračovat.

·  Robot opustí hrací plochu

 

Pokud je soutěžní jízda ukončena dříve, než uplyne časový limit, robot je odstraněn z hrací plochy a jsou mu přitom započteny doposavad získané body.

 

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. Mezi oběma pokusy může dojít ke změně konfigurace bludiště.

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 20 bodů. 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 jednu jízdu, z níž vždy vítěz postoupí do 3. kola soutěže. Vítězem utkání se stává tým, který získá v jízdě více bodů. Jestliže oba týmy získají stejný počet bodů, zvítězí robot, který projel bludiště prokazatelně rychleji. Pokud nebude možné o vítězi rozhodnout, 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).

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