第十六届全国大学生智能汽车竞赛八个竞速组别比赛赛道铺设方案
本文介绍了第十六届全国大学生智能汽车大赛八个组别的赛道铺设方案。
关键词：智能车竞赛、赛道
§01 比赛环境及赛道一、概述
一年一度的全国大学生智能汽车大赛将于夏季在各主办学校举行。 各参赛队伍在统一的比赛环境和赛道中制作比赛车模作品，并按照比赛规则要求的比赛任务完成比赛。 竞赛组委会应当按照已公布的竞赛规则的要求，创建、提供统一的竞赛环境和赛道，这是保证竞赛公平、公正、公开的必要条件。
对比赛场地环境、赛道制作、赛制等要求如下：
根据比赛场地可用面积、比赛预算、报名队伍数量分布以及室内照明等情况，八组比赛可以在单独的场地进行比赛，也可以在不同的场地进行比赛。公共场馆节省比赛场地、铺装费用等
如果体育场馆的屋顶是开放式或半开放式的，强烈的阳光会直接照射到比赛场地，屋顶无法得到有效的遮挡。 这种情况下，可以安排电磁越野、节能灯塔、拉力赛等类别白天比赛，也可以安排普通四轮、两车赛、全向、室内AI等晚上比赛。 比赛场地可重复利用。
▲ 图1.0 比赛场馆屋顶展开形式：左：封闭式屋顶； 右：发达的半开放式屋顶
除非迫不得已，同一主题组的比赛因参赛队伍特别多，可以分两个场地同时进行比赛。 这种方法不能完全保证两个比赛场地的一致性，因此在最终结果评估时很容易引起异议。
本文将介绍比赛主办学校修建的比赛跑道的规格和铺设环境。
2. 曲目列表
第十六届智能汽车大赛设八个竞赛组别和三个创意组别。 下表总结了八个赛车类别的赛道要求：
【表1-1 比赛赛道格式一览表】
序号 竞赛题组 赛道环境 赛道形式 赛道要素
基本四轮组
室内的
追踪
1、六大标准要素
2. 车库
节能灯塔组
室内的
信标系统
1. 无线信标
电磁越野组
户外的
电磁线
1、户外电磁线
2.道路元素：坑洼路、沙坑
3、轨道要素：有坡道、交叉路口、环岛； 没有三路交叉口。
两车接力队
室内的
追踪
1、六大标准要素
2. 车库
全向旅行团
室内的
追踪
1、六大标准要素
2. 车库
自行车拉力赛组
户外的
电磁线
1、室外电磁回路
2.路面平坦，无凹凸不平的路面
3、轨道要素：有坡道、路口； 没有环岛或三路交叉口。
专业基础组
室内的
追踪
1、六大标准要素
2. 车库
智能视觉集团
室内的
追踪
1、六大标准要素
2. 车库
3.视觉识别元素：数字、动物、水果
八个竞赛类别的赛道分为三类赛道：
在比赛的不同阶段（现场调试、预赛、决赛），各组别有不同的赛道：
3.赛道设计版本1，线上、线下版本
根据2021年COVID-19疫情防控形势，第十六届智能汽车大赛在分赛段比赛阶段分为两类比赛：
在赛道设计上，有“线下版”和“线上版”两个版本。 由于线上比赛由各参赛学校（或参赛学校组合）设计制作，“线上版”即“线下版”，赛道设计也进行了简化。
2. 不同阶段的版本
根据第十六届全国大学生智能汽车大赛第二次扩大会议确定的各赛区比赛时间，大致可分为7月中旬和7月下旬两个阶段。 这两个阶段的比赛赛道在设计上略有不同，主要体现在赛道元素的组合和布局上的差异。 赛道规范因此分为“第一版”和“第二版”。
【表1-2 各组别比赛时间】
赛区主办学校已初步规划比赛时间
东北赛区
沉阳航空航天大学
7 月 28 日至 31 日
华北赛区
北京科技大学天津学院
7 月 15 日至 18 日
华东赛区
上海理工大学
7 月 15 日至 18 日
华南赛区
桂林电子科技大学
7 月 17 日至 19 日
西部赛区
重庆大学
7 月 26 日至 29 日
安徽赛区
安徽中医药大学
7月30日～8月1日
山东赛区
暨南大学泉城学院
7月30日～8月1日
浙江赛区
杭州电子科技大学信息工程学院
7 月 14 日至 16 日
全国总决赛
哈尔滨工程大学
8月16日至19日
下面给出的设计，主要是第一版的设计要求。 单独给出第二版本和第一版本之间的差异。
§02 轨道规格
下面给出了三大类赛道设计的第一个版本的规格，以及第二个版本与第一个版本之间的差异。
1. 室内赛道 1. 预赛赛道
以下是室内预赛跑道的设计规范。 详细赛道数据请参见“附件1”文件。 关于“视觉AI组”中赛道坡道、车库、赛道旁元素的制作，请参考【03轨道元素】中的描述。
▲ 图2.1 初步轨道规格
▲ 图2.1.1 临时轨道调整方案 2. 最终轨道
最终赛道由两条预备赛道组成，在赛道交界处的直道上设置了坡道和车库移动装置。
▲ 图2.2 决赛赛道由两条预赛赛道组成。 2. 航标轨道 1. 铺装场地环境
选择尽可能远离太阳、地面平坦的区域，用蓝色背景布铺设灯塔组比赛场地； 场地尺寸为5米×5米，用5厘米宽的黄色胶带铺设场地边界。 边界外留出100多厘米的蓝色背景边框，并在边界外100厘米左右设置围栏，防止车模冲出赛场太远。
▲ 图2.3.0 节能灯塔比赛场地示意图 2、固定灯塔组件
航标灯系统由多组发射器和航标灯通过现场汇总串联而成。 一组发射器和信标灯如下图所示。
▲ 图2.3.1 构成信标的发射机防护罩（左）和信标灯罩（右）
使用铺设场地用的蓝色广告布将信标灯粘贴在蓝色比赛场地上。 如下所示：
▲ 图2.3.2 信标组件固定方法
按照预赛和决赛安排航标位置（见下节），并按顺序在赛场内布放航标灯。 除了灯之外，引线和底座也用蓝色胶带固定在舞台上。
航标灯的使用方法请参考《第十六条无线节能航标灯规范》中的描述。
3. 信标位置
航标比赛中，场地内固定有四盏航标灯。 请参见下图了解它们的固定位置以及它们如何相互连接。
▲ 图2.4 比赛现场信标固定位置 4. 信标亮灯顺序
预赛和决赛中信标点亮的顺序存储在比赛软件中。 游戏中有4~8种不同的灯光序列。 它们都已预先输入到软件配置表单中。 比赛时，“”是随机选择的，或者是按照一定的规则选择一定的灯光顺序。
▲ 图2.4.1 信标灯点亮顺序配置
比赛航标灯数量及顺序将于赛前两天公布。 航标灯亮灯顺序的具体设置，请参见《第十三届全国大学生智能汽车竞赛裁判系统使用说明》中航标灯使用说明。
5、信标组调试（1）调试现场
车模可直接使用比赛场地，适应场地。 为了方便更多的球队同时适应场地，可以铺设几个较小的场地进行调试。 场馆内可放置2~3个航标灯，航标灯控制器可直接开关控制。 有关使用说明，请参阅信标灯的使用说明书。
(2)调试时间
每队可安排一次至两次场地适应，时间15至30分钟； 每次可允许1至3支队伍同时入场以适应。 这样可以提高网站的应用效率。
3.电磁轨道
室外电磁群轨道铺设是指第十四届智能汽车大赛室外电磁群轨道铺设方案。
1.电磁越野轨道
预赛跑道将占据篮球场的一半。 一个篮球场可以铺两个预赛。
(1) 轨道尺寸
下图为室外电磁组越野跑道平面布置图。 下图为预赛赛道总体布局及关键路段长度。 考虑到摊铺时的误差，可以自行延迟、缩小某些连接路段。 所有角都有 135° 连接。 环岛的边长为150厘米。 跑道最小段的长度不得小于100厘米。
▲ 图2.5.1 室外电磁越野组赛道铺设 （2）赛道边界锥体位置
使用锥筒设置轨道的边界。 下面的红点表示锥筒的位置。
▲ 图2.5.2 室外电磁组锥筒布置方案（3）轨道铺装要素
室外电磁轨道将包括坡道、凹凸不平的道路、模拟草坪和碎石路等元素。 （注：禁止穿越路障）。 这些轨道元件的位置如下图所示。
▲ 图2.5.3 室外电磁群铺装元件布置
坡道、坑洼路、模拟草坪、碎石路的制作请参考【03轨道元素】中的描述。
越野组决赛场地与预赛场地相同。
2.自行车拉力赛赛道 (1)赛道尺寸
自行车拉力赛组的赛道尺寸与此前越野组的电磁赛道尺寸相同，只是去掉了环岛元件和左右摆动赛道元件。 因此，自行车类别比赛可以在室外越野赛道的基础上进行简化。
▲ 图2.6.1 自行车拉力组电磁轨道（2）锥筒位置
自行车拉力组锥筒的位置可以根据越野组锥筒的位置来设计。
(3) 轨道路面构件
自行车拉力赛组的赛道要素仅设计有坡道，未设置其他道路要素。
4、第二版与第一版的区别
2021年全国大学生智能汽车大赛，分赛段比赛两大阶段均采用第一版和第二版。 第一个版本用于7月中旬的分区赛； 第二个版本用于7月底的分区赛。
第一版赛道与第二版赛道唯一的区别在于室内赛道元素的调整。 信标轨道和电磁轨道也是如此。
§03 赛道要素 1. 赛道要素概要
根据第十六届全国大学生智能汽车大赛的竞赛规则，比赛赛道还包含不少赛道元素。 下表总结了所有轨道元素：
【表3-1轨道要素汇总表】
元素名称 规范要求 应用轨迹
黑色边框线
宽度2.5厘米
室内跑道
肩膀
宽2.5厘米，长25厘米，高1厘米
室内跑道
斑马线
宽度10厘米； 2.5cm黑白 已选中
室内跑道
完成磁铁
强力永磁体，三
室内跑道； 电磁越野
坡道
高度14厘米； 长度 150 厘米
室内赛道、室外电磁、自行车拉力赛
注：信标组中的发射机防护罩相当于坡道
车库
长度：65厘米； 宽度：45厘米
室内跑道
越野路
锥斗，路面崎岖不平； 碎石路； 仿真草坪
户外电磁越野组
视觉AI元素
、数字、动物、水果目标
室内AI视觉组
车辆检测传感器
包括两种类型的车辆通过检测传感器
1、感应线圈； 2、光伏电池板
室内轨道、室外电磁轨道
2.轨道元件的生产规范
已发布的竞赛规则中详细描述了赛道元件的生产规格。 规则中的这些描述总结如下。
1. 轨道边界线
赛道两侧均铺设黑色边界线，用于轨道引导。 边界线的宽度为25±5mm。 如下所示：
▲ 图3.1 轨道边界引导线2、路肩
内轨道类别要求车型在运行过程中保持在轨道内。 可以在跑道边缘粘贴两层黑色高密度海绵条，形成跑道肩，作为跑道边界。 也有可能是黑色高密度海绵条没有粘牢。 海绵条的宽度为2.5cm，两层的高度为1cm。 将它们相距25厘米粘贴在轨道两侧，交错排列，间隔处仍留有黑色边框。 如下所示：
▲ 图3.2 履带路肩
在有路缘的赛道上，将采用手动处罚来确定车型是否超出赛道。 处罚方式和标准与往届比赛相同。
赛道上会有交叉路口、环路和岔路口。 对于交叉路口和环岛，路肩必须铺设在轨道接口处。
▲ 图3.2.1 轨道接口处需铺设路肩
对于三向交叉口，交叉口接口处不铺设路肩。 路口路肩位于 30 厘米处。 如下所示：
▲ 图3.3.3 三路路口路肩与路口距离超过30厘米 3.斑马线
如下图所示，计时起点处有一条宽度为10cm的黑色斑马线。 斑马线的材质与轨道的黑边相同。
▲ 图3.3 轨道末端斑马线 4. 末端磁铁
轨道终点磁铁包括两种类型：
室内轨道终点磁铁如左图：直径8mm，厚度2mm；
户外越野磁铁如右图：长40×宽20×后5mm；
▲ 图3.4.0 两种不同的磁铁
室内轨道饰面永磁体。 磁铁参数：直径7.5-15mm，高度1-3mm，表面磁场强度3000-5000高斯。 起跑线附近的永磁体对称分布在赛道中心线两侧。 对应位置如下图所示：
▲ 图3.4 轨道末端磁铁
在室外越野跑道上，起跑线上固定三块矩形磁铁，它们之间的边v相距5厘米。
▲ 图3.4.1 室外越野组末端永磁体5及坡道
坡道的坡度不应超过20°。 斜坡可能不对称。 坡道过渡弧长大于10厘米。 坡道的长度和高度没有限制。 一般来说，坡道的总长度约为1.5米。 电磁组导引线敷设在坡道表面。
▲ 图3.5 轨道坡道示意图
坡顶过渡处需平滑，无明显棱角。
▲ 图3.5.1 比赛坡道实际铺设示意图 6. 车库
车库轨道元素是设置在起跑线旁边的方形区域。 其尺寸如下图所示：
▲ 图3.6 轨道车库结构示意图
汽车模型从驶出车库开始，运行两周后驶入车库。 比赛时间是根据汽车离开车库和返回车库之间的时间差计算的。 因此正时线圈放置在车库门处。 赛道上斑马线及斑马线下方磁铁放置规则与往年相同。
下图为比赛系统检测车模通过的计时线圈（或光电传感器板）的位置。
▲ 图3.6.1 正时线圈布置位置 7. 越野路 (1) 锥筒
锥体和电磁线之间的距离使得交通锥体布置在轨道折叠线的所有内角处。 车辆运行时必须绕行交通锥外侧。
交通锥体的几何尺寸如下：
▲ 图3.7 室外锥体及其位置
交通锥中心与敷设的电磁导丝的距离不应小于80厘米。 因此，轨道内折线形成的等效转弯半径不应小于80厘米。
(2) 模拟草坪
人造草坪：厚度为20mm。 宽度1至2米。 长度范围从2米到4米。
▲ 图3.7.1 模拟草坪（3）凹凸不平的路面
路面凹凸不平。 在电磁线两侧固定几段高度约两厘米的肩部。 如下所示：
▲ 图3.7.2 有路肩结构的凹凸路面 (4) 碎石路面
沙子和碎石路。 使用普通施工中使用的沙子或碎石，在越野路线上铺设相应的沙子和碎石路。
▲ 图3.7.3 碎石路面（5）坡道
室外电磁组坡道可采用与室内比赛坡道相同的规格。 考虑到室外车模比比赛车模宽，坡道宽度可扩大至1米。
8.视觉AI元素
根据第十六届全国大学生智能汽车竞赛赛车组-室内视觉组的补充说明，室内视觉组将有以下赛道要素：
关于视觉AI元素的制作和放置，将给出《室内视觉AI组特别说明》文件。
§04 轨道铺设 1. 轨道背景及围护结构 1. 环境要求：
（1）场地规模：需能容纳比赛跑道、练习跑道、裁判员、参赛运动员和部分观众。 练习跑道布置地点的照明应与正式比赛场地的环境相同。
（2）光线：比赛期间比赛场地不得受到阳光直射。 还要避免强烈的白炽灯照明。
(3)地面：要求平整。 如果地面是光滑的水泥、水磨石、大理石，可以直接安装。 否则，需要使用优质大芯板或KT板铺设后再安装。
(4)电磁轨道：由于电磁轨道对光线不敏感，因此电磁组的练习轨道和预赛轨道可铺设在光线充足的地方。
2、轨道背景铺设要求：
(1)底色要求：与白轨有一定的色差。 颜色可根据现场地板情况确定。 建议使用类似于蓝色和白色的颜色。
蓝色底布颜色:
RGB：R=11，G=61，B=146
▲ 图3.1 蓝色背景布颜色
可以用蓝色的纸进行装裱（或许可以适当降低成本），也可以用蓝色的促销布进行铺设。
(2)轨道要求：轨道需与地面牢固粘合，不得有向上、向下、水平滑动。 轨道板接缝保持在1mm以内，需用白色便签纸粘合。
（3）赛场围栏：在整个比赛场地周围铺设围栏。 围栏与跑道的距离大于50厘米。 围栏高度不得低于30厘米。
▲ 图3.2 轨道围护剖面图 2. 电磁线敷设 1. 轨道电磁线敷设
电磁组导丝是敷设在轨道中心线上的直径为0.1~1.0mm的漆包线，其中流过20kHz、100mA的交流电流。 频率范围20k±1kHz，电流范围100±20mA。 交流电由竞赛专用电磁电源模块提供。 建议选用0.3～0.8mm的漆包线，直接敷设在轨道表面，或预埋在轨道中央，并用白色胶带固定。 如下所示：
▲ 图3.3.0 电磁导丝固定方法
第十六届智能汽车大赛赛道上铺设电磁线圈的方法给出了赛道上铺设电磁线的方法。
(1)赛道铺设两圈
为了保证三路交叉口两个分支的电流相同，整个轨道上的电磁线圈铺设了两次。 这两个圆穿过三路交叉口的两个分支。
▲ 图3.3.1 三路交叉口敷设方法（2）环路经过两匝
为了使环的磁场与正常轨道的磁场强度一致，两匝电磁线也在环中放置了两次。
▲ 图3.3.2 两圈岛电路（3）三路交叉口
两个电磁线圈在三路交叉口的中心分叉，然后沿着轨道中心绕过两个分支，并在另一个三路交叉口的中心汇合。
▲ 图3.3.3 电磁线在三路交叉口中心分叉 2、室外电磁线敷设
电磁线的固定方式需要根据体育场地坪的情况进行敷设。 如果轨道表面是坚硬的水泥地面，或者不允许断裂的塑料轨道，建议使用宽地毯胶带或同性质的胶带来固定电磁导丝。
电磁线可以只粘贴在折线固定点附近，也可以全程用胶带粘贴。
▲ 图3.4.1 宽地毯黑胶带
如果地面是沥青、草地、土地等，建议使用钉子（铁钉、塑料钉等）来固定电磁导丝。
可以使用固线塑料卡来辅助固定电磁导丝。 如果铁钉的顶盖比较大，也可以用它本身的顶盖挡住电磁导丝。
▲ 图3.4.2 用铁钉固定，不走动
也可以采用打圈铁钉的方式来辅助固定。
▲ 图3.4.3 绕过铁钉固定
§05 相关文件 1. 轨道设计参考文件 2. 轨道生产联系商家 3. 轨道详细尺寸图 1. 初步版本 1
▲ 图4.1 初赛赛道第一版本2、初赛第二版本
▲ 图4.2 第二版预赛赛道 3. 简化版预赛
预赛第3轮长度：30.2米。
▲ 图4.3 简化版预赛赛道
■ 相关文献链接：
● 相关图表链接：