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关于大赛

大赛简介

1、大赛概述

国际空中机器人大赛始创于1991年,由美国乔治亚理工大学罗伯特教授倡导,美国无人机系统协会(AUVSI)资助,每年举办一次。赛事至今已历经26年,完成了六代任务,均是从自动到自主控制逐步提高的智能高技术比赛任务。
第六代比赛任务从2010年开始,2012年该项赛事由中国航空学会制导、导航与控制分会引入国内,设立国际空中机器人亚太赛区,每年与美国赛区同期举行赛事。
第2014年开启第七代比赛任务“空中牧羊犬行动”,2017年的比赛为第七代比赛任务的第四年比赛。

2、历年任务完成情况

任务一:空中机器人使用了三合一GPS载波天线/接收机,验证了全自主飞行能力和不依赖惯性系统导航能力以及两点物体搬运能力。
任务二:空中机器人使用差分GPS导航技术,验证了自主空中测绘、毫米级目标识别和目标获取的能力。
任务三:空中机器人验证了自主搜索和营救的能力。该次任务结合了定位和区分灾害中生还者和死者的能力,在混乱、烟雾和昏暗环境中对各种威胁的规避能力(15米高的火焰、间歇的水柱),以及描绘灾害场景的能力。
任务四:空中机器人验证了长距离自主飞行的能力(3千米)。其需发现一个村庄及其中的一间特定房屋,识别房屋所有的入口(开着的窗户/门),并派遣辅助机器人进入入口。
任务五:即第四次任务的延伸。第四次任务中的辅助机器人使用SLAM技术完成自主飞行,绘制室内地图及定位一个目标。
任务六:室内飞行场景更加复杂。空中机器人需能够自主地绘制建筑物的未知室内地图,躲避或摧毁安防措施,发现并理解墙上的文字指引信息(阿拉伯文),进而找到放置机密物品的房间。空中机器人需进入房间取走机密物,放入替代品,并快速地退出建筑物。利用SLAM和目标识别技术,该次任务在20138月被完成。
任务七IARC的目的不是重复先前已实现的技术,而是开辟空中机器人技术的新领域。拾取和移动物体的能力已经在前六次任务中得到展示,使用GPSSLAM技术进行导航亦被很好地验证。那么,自主飞行空中机器人还需展示什么样的新行为?
任务7将有三个新行为挑战参赛队。这三个行为在前六次IARC任务中从未被尝试过。第一,空中机器人与地面移动物体(具体而言是地面自主机器人)的交互行为。第二,在一个开敞环境中的导航行为。该环境中无外界导航辅助,GPS或墙壁等静止点。第三,与其他竞争空中机器人的博弈行为。
将这三个行为和能力集成在一个任务中本身就是一个挑战,但是,经过分析许多空中机器人、机器视觉和认知科学等领域专家的建议,并参考了相关文献,测试这些行为的合理可行的方案可从下述任务看到。
在列举任务7的细节之前,通过对三个行为的举例来形象地说明如何实现比赛任务。

大赛日程

大赛第一天(8月25日)

9:00~16:00

参赛队报到 北航培训中心1层大厅

15:00~16:30

裁判会议 北航体育馆

19:00~20:30

领队会议(技术答辩抽签) 北航体育馆
大赛第二天(8月26日)

08:00~11:40

技术答辩 北航如心报告厅

08:00~13:00

飞行测试 北航体育馆

13:30-14:00

领队会议(正式比赛抽签) 北航体育馆

14:00~14:50

开幕式 北航体育馆

15:00~18:00

正式比赛第一轮 北航体育馆

17:00-18:00

领队会议 北航体育馆
大赛第三天(8月27日)

9:00~12:00

正式比赛后两轮 北航体育馆

14:00~16:00

表演赛 北航体育馆

14:00~16:00

领队会议 北航体育馆

18:30~20:30

颁奖、聚餐 待定

组织机构

指导单位

中国科学技术协会

主办单位

中国航空学会 北京航空航天大学 国际无人机系统协会

承办单位

中国航空学会无人驾驶航空器系统委员会 中国航空学会制导、导航与控制分会 飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室 北京圆梦天使通航科技有限公司

协办单位

首欣(北京)教育科技有限公司 武汉飞航科技有限公司 北京小飞手教育科技有限公司 北京中航之路文化科技有限公司

组委会(排名不分先后)

顾问: 美国佐治亚理工大学的Robert C Michelson教授 主任: 吴松 副主任: 王英勋,赵霜红,刘德生,段海滨,李永新,肖洪,胡强,邰鑫来 委员: 蔡志浩 车军,唐仁林,王少萍,吴江,肇晓兰,闫中红,蔡振东,刘虹晓,贾涛,徐鸿博,奚海蛟,朱妮,史国浩

往届回顾

第三代任务

第四代任务

第五代任务

第六代任务

第七代任务

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第3 代任务(1998 ~ 2000 年)要求空中机器人完全自主地飞到灾害现场,从建筑废墟中搜索生还者。
现场条件非常恶劣:数尺高的火焰、喷着水柱的破裂管道、浓密的有毒烟雾。
为增加逼真度和实用性,美国能源部的危害监管和响应部门专门对比赛现场做了改进,并用一些假人模拟伤员。
2000 年,德国柏林理工大学率先完成任务:逐一发现并避开了所有危险;通过假人的2 个基本肢体动作识别出生还者;传回图像。

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场景1-救援人质
潜艇驶到距敌国海岸3km 处,在特种部队发动攻击之前,派遣空中机器人执行侦察任务,找到海滨城市中的大使馆并确定入口位置;将任务机器人送入使馆内,拍摄照片传回潜艇。

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场景2-核电厂抢险
电厂的2 个反应堆爆炸,全部人员罹难。为关闭剩下的1 个反应堆,派遣空中机器人从3km 外的安全距离前往现场,确定反应堆建筑物的入口,运送任务机器人进入屋内检查反应堆控制终端的状态。

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场景3-古墓夺宝
  一个考古队因古墓内的致命病毒而全军覆没。他们临死前用无线电告知基地,古墓内的一张挂毯上有极珍贵的文字内容;而当地政府准备在15min 后用燃烧弹摧毁整个区域。为抢救珍贵资料,派遣空中机器人运送任务机器人进入古墓,拍摄挂毯内容并传回照片。

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4月26日,1:23:44小时格林威治时间。 一个火球几秒之后,雷鸣般的声音响彻了夜空。 一场程度不明的灾难发生在乌克兰核反应堆综合体的第4单元。现在看到的是从KMBR-1000反应堆燃烧石墨的黯淡的红色辉光。

 

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设施内没有幸存者。 碘131的放射性元素,铯-137和锶-90存在于致死水平。 人类调查队的安全距离确定距离不到三公里。 单位#1和#3已经明显关闭。但是由于控制系统发生故障,单元#2仍在运行,紧急关机无法正常工作。 长距离航空摄影表明爆炸中的超压已经炸毁了设施中的所有窗户。
自主航空机器人(母船)携带传感器和微型自主飞行子系统车辆已经从一个安全的地方(距离综合体三公里)发射进入第2单元的控制室,由两个亮灯可识别在主要入口处的乌克兰国家印章。母舰成功找到了第2单元,并确定了其空中机器人辅助车辆可以建造的建筑物的开口被推出。这个小型自主的航空机器人现在必须找到并进入控制室提供主控制面板和切换位置的图片,以便专家可以看到为什么第2单元没有关闭并评估该单元的崩溃潜力。任务必须在10分钟内完成插入建筑物航空机器人系统内的辐射故障。航空机器人车辆必须将图片通过第2单元的混凝土墙传送到外面等候的母船。从而图片将被转发回周长三公里的安全区。

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来自纳西情报组织希族共和国的鼹鼠已经收到了可信和可操作的人类智慧(HUMINT)报告。 这些报告表明,破坏全球组织银行利益的计划的高度敏感信息可能存储在位于偏远的拉夫克镇的安全办公室。 已经确定安全漏洞可能允许小型自主航空器穿透周边防御,以便全球组织可以窃取敏感信息,以抢占纳里政府的任何行为。在他不幸逝世之前,鼹鼠能够描述纳里情报组织的安全组合中的一些特征和所需的目标。 以下电子公报被认为包含可靠的情报。具体信息请查看pdf。

第六代任务中室内飞行场景更加复杂。空中机器人需能够自主地绘制建筑物的未知室内地图,躲避或摧毁安防措施,发现并理解墙上的文字指引信息(阿拉伯文),进而找到放置机密物品的房间。空中机器人需进入房间取走机密物,放入替代品,并快速地退出建筑物。

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IARC的目的不是重复先前已实现的技术,而是开辟空中机器人技术的新领域。拾取和移动物体的能力已经在前六次任务中得到展示,使用GPS和SLAM技术进行导航亦被很好地验证。那么,自主飞行空中机器人还需展示什么样的新行为?
任务7将有三个新行为挑战参赛队。这三个行为在前六次IARC任务中从未被尝试过。第一,空中机器人与地面移动物体(具体而言是地面自主机器人)的交互行为。第二,在一个开敞环境中的导航行为。该环境中无外界导航辅助,GPS或墙壁等静止点。第三,与其他竞争空中机器人的博弈行为。
具体任务情况请查看pdf