GZ018 2023年全国职业院校技能大赛 智能飞行器应用技术赛项规程+赛题(10套)

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GZ018 2023年全国职业院校技能大赛 智能飞行器应用技术赛项规程+赛题(10套)

资源简介

全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 十)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
竞赛项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、竞赛须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,并确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带 U 盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务。选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为发生的,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
7
模块一 智能飞行器设计与调控
时间: 60 分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因突发性自然灾害出现,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线应急救援。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:3508、680KV;电机型号2:4208、380KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为40A;电调型号2:最大稳定工作电流为50A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:1455;螺旋桨型号2:1555。
4. 机架。机架型号1:H型布局轴距550的机架;机架型号2:X布局轴距为550的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是6250mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,具体组装步骤可参考表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主要内容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件选型确认表)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间: 150 分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件复杂工况下飞行获得的影像数据,利用数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器应急救援应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及救援物资抛投模块,用于救援目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、救援区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后进行,手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于着火区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行响应救援目标物的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成物资的抛投。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关救援目标物学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的救援目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于应急救援区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行救援目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块救援目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间: 90 分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器救援应用中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及救援物资投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成物资投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器应急救援自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的应急救援自动侦查代码进行基于AI模型识别目标物模块的代码优化,主要优化智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据进行比对等相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“救援区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度救援目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成应急救援侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。选手完成智能飞行器应急救援搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器应急救援物资投放(45min)
在“救援目标物”处设置一个救援物资投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个救援物资进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为救援物资抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将救援物资投放至目标桶内,所有物资抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9. 私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
应急救援侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 一)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
赛项项目配分
本赛项满分100分,模块配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、赛项须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带U盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务,选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
1
模块一 智能飞行器设计与调控
时间:60分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因突发性自然灾害出现,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线应急救援。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:2312、800KV;电机型号2:2212、1400KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为20A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:9450;螺旋桨型号2:1045。
4. 机架。机架型号1:十字布局轴距450的机架;机架型号2:X布局轴距为450的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是5000mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体的组装,具体步骤可参考表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主 要 内 容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间:150分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件复杂工况下飞行获得的影像数据,基于数据标准处理技术进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器应急救援应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及救援物资抛投模块,用于救援目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、救援区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于应急救援区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行响应救援目标物的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在制定区域内完成物资的抛投。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关救援目标物学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的救援目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于应急救援区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行救援目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块救援目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间:90分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器救援应用中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及救援物资投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成物资投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器应急救援自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的应急救援自动侦查代码进行图像识别模块的代码优化,优化程序机载计算机调用获取云台相机影像数据的功能代码,使机载计算机与云台相机之间影像数据能够建立直接获取路径,完善智能飞行器对识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“救援区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度救援目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成应急救援侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。完成智能飞行器应急救援搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器应急救援物资投放(45min)
在“救援目标物”处设置一个救援物资投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个救援物资进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为救援物资抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将救援物资投放至目标桶内,所有物资抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9.私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
应急救援侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 三)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
竞赛项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、竞赛须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带U盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务,选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
7
模块一 智能飞行器设计与调控
时间:60分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因突发 山火出现,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线应急救援。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:2208、1400KV;电机型号2:2212、980KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为20A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:9450;螺旋桨型号2:8045。
4. 机架。机架型号1:十字布局轴距550的机架;机架型号2:X布局轴距为550的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是5000mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,见表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主 要 内 容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间:150分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件复杂工况下飞行获得的影像数据,利用数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器应急救援应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及消防洒水模块,用于救援目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、着火区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于着火区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的着火点的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行着火点的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成消防洒水工作。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关着火点目标物学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的救援目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于着火区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行着火点目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块着火点目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间:90分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器救援应用中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及消防用水喷洒的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成消防喷洒。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器着火点自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的着火点自动侦查代码进行识别成功后照片参数模块的代码优化,优化当智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据比对成功后,云台相机可自动调整相机参数,例如变焦倍数、照片储存格式等相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“山火区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度救援目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成应急救援侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。完成智能飞行器应急救援搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器定点喷洒(45min)
在“山火目标物”处设置一个着火点喷洒区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5次定点喷洒机会。
选手听到裁判的“开始”口令后,将消防喷洒器挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为定点喷洒区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将消防用水喷洒至目标桶内,所有消防用水喷洒完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
喷洒过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 喷洒过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 喷洒过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9.私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
着火点侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 八)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
竞赛项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、竞赛须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,并确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带 U 盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务。选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为发生的,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
7
模块一 智能飞行器设计与调控
时间: 60 分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因突发性自然灾害出现,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线应急救援。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:2312、1100KV;电机型号2:2212、980KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为20A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:9450;螺旋桨型号2:8045。
4. 机架。机架型号1:H型布局轴距450的机架;机架型号2:X布局轴距为350的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是5000mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,具体组装步骤可参考见表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主要内容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间: 150 分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件复杂工况下飞行获得的影像数据,利用数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器应急救援应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及救援物资抛投模块,用于救援目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、救援区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后进行,手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于应急救援区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行响应救援目标物的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成物资的抛投。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关救援目标物学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的救援目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于应急救援区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行救援目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块救援目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间: 90 分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器救援应用中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及救援物资投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成物资投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器应急救援自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的应急救援自动侦查代码进行多角度拍照云台图像锁定模块的代码优化,优化当智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据比对成功后,云台相机锁定目标物使目标物保持在图像获取信息中央的代码,避免因目标信息丢失导致任务失败的相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“救援区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度救援目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成应急救援侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。完成智能飞行器应急救援搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器应急救援物资投放(45min)
在“救援目标物”处设置一个救援物资投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个救援物资进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为救援物资抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将救援物资投放至目标桶内,所有物资抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9. 私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
应急救援侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 二)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
赛项项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、赛项须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带U盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务,选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
7
模块一 智能飞行器设计与调控
时间:60分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因加强河道治理管护,打造良好生态环境的需要,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于河道排污口的侦测。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:2312、800KV;电机型号2:2212、980KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为20A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:9450;螺旋桨型号2:8045。
4. 机架。机架型号1:十字布局轴距350的机架;机架型号2:X布局轴距为350的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是4000mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,具体组装步骤可参考表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主要内容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间:150分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在开阔水域复杂工况下飞行获得的影像数据,基于数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器开展环境监测应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及水质取样模块,用于河道排污口AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、巡检河道区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地。选手在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于河道巡检区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行河道排污口响应目标物的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在制定区域内完成水样的采集。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关河道排污口学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的排污口目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于河道巡检区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行排污口目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块河道排污口目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间:90分钟
一、任务背景
本模块考查选手智能飞行器在环境监测中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及空中采样的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二AI识别学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成水质采样。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器河道排污口自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的河道排污口自动侦查代码进行识别成功后照片拍摄模块的代码优化,优化智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据比对成功后,相机可执行指定拍照动作,使其能够快速反应执行拍摄自动命令的相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“河道区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度河道排污口目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标,并完成河道巡检侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。完成智能飞行器河道巡检搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器定点水样采集(45min)
在“排污口目标物”处设置一个水样采集口,任务区域内放置具直径分别为30cm、40cm、50cm的目标桶3个,每个选手有1个水质采样器,每次只能完成1次采样。
选手听到裁判的“开始”口令后,将水质采样器挂载在智能飞行器上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个水样采集口作为水样采集点,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),水样采集完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
水样采集过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 采样过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 采样过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9.私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
排污口侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
赛项规程
赛项名称: 智能飞行器应用技术
英文名称: IntelligentAircraftApplicationTechnology
赛项组别: 高等职业教育
赛项编号: GZ018
一、赛项信息
赛项类别
每年赛 隔年赛( 单数年/ 双数年)
赛项组别
□中等职业教育 高等职业教育
学生赛(□个人/ 团体) □教师赛(试点) □师生同赛(试点)
涉及专业大类、专业类、专业及核心课程
专业大类 专业类 专业名称 核心课程
无人机结构与系统
空气动力学与飞行原理
无人机维护技术
460609无人
无人机飞行控制技术
机应用技术
无人机任务载荷
无人机管控与航迹规划
无人机行业应用技术
飞机结构与机械系统
飞机维修基本技能
460607飞行
飞机结构修理技术
器维修技术
飞机部附件修理技术
46装备制 4606航空装 飞机维护技术
造大类 备类 460601飞行 飞机结构与机械系统
器数字化制 航空结构件数字化工艺与编程
造技术 飞机数字化测量技术
460602飞行 工业机器人编程与调试
器数字化装 飞行器数字化装配技术
配技术 飞行器装配质量控制与检测技术
460604航空 航空发动机装配与检测
发动机装配 航空发动机转子平衡
调试技术 航空发动机外场维护与排故
460605飞机 传感器与检测技术
机载设备装 飞机通信与导航系统装配与调试
配调试技术 飞机机载设备故障诊断
2
对接产业行业、对应岗位(群)及核心能力
产业行业 岗位(群) 核心能力
具有机械零部件图纸识读、基础设计加工
及检验测量的能力
具有正确识别、区分飞机类型、典型结构
部件和系统主要部附件的能力
具有使用专用工具和设备进行飞机数字
无人机装配调试
化装配与调试、飞机外场维护的能力
具有依据操作规范,对工业级无人机进行
装配、标准线路施工、系统调试的能力
具有分解、检查、装配、调试飞机机载设
备并记录参数的能力
具有线路故障检测和排除的能力
新一代信
息技术(人 具有正确选择、使用和维护工装设备、常
工智能)、 用工具量具、仪器仪表和专用测试设备的
战略性新 能力
无人机检测维修
兴产业(航 具有使用各种工具、检测设备和维修设备
空航天)、 对工业级无人机进行检测、故障分析和维
新职业(无 护的能力
人机装调 具有飞行器数字化装配质量检测及质量
检修工、无 控制的基本能力
人机驾驶
员) 具有依据法规进行遥控器操控无人机仿
真飞行、外场飞行和应急处理的能力
无人机飞行操控
具有依据法规利用地面站进行无人机航
迹规划、作业飞行和应急处理的能力
无人机售前售后技术 具有飞行器数字化生产管理、飞行器数字
服务 化制造质量控制与检测的能力
具有识图、制图和编程的能力
无人机行业应用 具有在植保、航拍、航测、巡检、物流、
警用消防、应急抢险等行业应用中进行任
务作业和数据处理的能力
3
二、竞赛目标
本赛项旨在落实国家制造业高端化、智能化、绿色化的发展战略,
精准对接新一代信息技术等战略性新兴产业的技能人才需求,引领专
业建设和教学改革,全面提升高等职业教育教学质量,坚定不移地建
设制造强国,推进产业发展。
智能飞行器(无人机)作为航空和信息技术高度交叉融合的科技
前沿,受到了各方的高度关注。随着科技发展,智能飞行器应用范畴
不断拓宽,在监测、植保、巡检等行业日渐成熟,智能飞行器装配调
试、检测维修、飞行操控等岗位的人才需求长期保持亟需趋势。
本赛项的举办将推进高等职业院校装备制造类、电子信息类专业
中无人机应用技术等相关专业的建设与教学改革,推动无人机选型设
计、数据采集、机器学习等高素质技术技能人才的培养,促进相关专
业的教学资源、教材及教学平台建设,为人才培养储备师资力量,为
全面提升相关专业的人才培养质量和内涵建设搭建平台,形成“以赛
促学、以赛促教、以赛促改”的新格局。
4
三、竞赛内容
本赛项围绕智能飞行器(无人机)开发及应用,分为智能飞行器
设计与调控、智能飞行器编程开发和智能飞行器典型场景应用三个模
块,如表 1所示。竞赛内容基于人工智能技术与环境感知技术在智能
飞行器载体上的应用,重点考查学生选型设计、组装调试、飞行操控、
数据采集、仿真建模、机器学习、远程控制等方面的技术综合应用能
力及职业素养。
表 1 赛项模块说明
模块 主要内容 比赛时长 分值
基于给定设计要求和部件的
智能飞行器设
模块一 智能飞行器选型、组装、调 60分钟 30
计与调控
试和性能测试
基于智能飞行器的影像采集
智能飞行器编 功能的建模基础数据采集;
模块二 150分钟 30
程开发 图像识别AI模型和任务目标
区域三维模型建立
基于AI学习模型和自主规划
航线模型,在典型应用场景
智能飞行器典 中完成智能飞行器自动巡
模块三 90分钟 40
型场景应用 查、目标物识别、目标物影
像信息自动采集等功能的开
发和应用
第一模块为智能飞行器设计与调控,要求参赛选手在规定时间内
利用竞赛提供的备选部件,选择合理设计方案完成一款多旋翼无人机
的组装和调试,使得无人机具备的最佳飞行性能。此模块重点考查选
手在无人机整机结构认知、设计选型、装配调试等方面综合能力。
第二模块为智能飞行器编程开发,要求参赛选手在规定时间内基
5
于智能飞行器的影像采集功能,完成建模基础数据的采集。基于采集
数据进行图像识别 AI模型的开发,完成任务目标区域的三维模型数
据采集及三维模型建立。此模块重点考查选手在智能飞行器实践应用
中的飞行操控能力、影像采集能力与数据处理能力,以及统筹计划能
力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神
等职业素质素养水平。
第三模块为智能飞行器典型场景应用,要求选手在规定时间内,
利用智能飞行器智能识别开发技术,基于给定的应用场景要求,结合
图像识别 AI模型和任务目标区域的三维模型,完成无人机自主飞行
路线规划、影像自主采集和特定数据处理等任务,并完成该行业应用
场景下特定的无人机飞行操控任务。此模块重点考查选手在典型应用
场景中完成自动巡查、目标物识别、目标物影像信息自动采集等任务
的综合应用能力。
6
四、竞赛方式
(一)竞赛形式
团体线下赛,不计选手个人成绩,统计竞赛队的总成绩进行排序。
(二)竞赛队伍组成
不得跨校组队,每个学校只能推荐一个队参赛,每队可配有 2名
指导老师,指导教师须为本校专兼职教师。
1.高等职业学校专科、本科层次选手应为学校全日制在籍学生。
五年制高职四、五年级学生可以参加高职组比赛。
2.参赛选手年龄不限,每支参赛队由 2名比赛选手组成,2名选
手须为同校在籍学生,其中队长 1名。选手需分工协作,共同完成竞
赛任务,具体分工由各参赛队自主决定。
3.往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手,不得参加同一
赛项同一组别的赛项。
五、竞赛流程
(一)竞赛日程安排
表 2 竞赛日程安排
日期 时间 事项 地点 参加人员
8:00-12:00 专家组,裁判,监 专家组,裁判,监督,住宿酒店
督,仲裁报到 仲裁
前 2天 专家组、裁判长、全
14:00-18:00 裁判培训 会议室 体裁判员、监督、仲

专家组、裁判长、全
9:00-15:30 裁判培训 会议室 体裁判员、监督、仲

前 1天 9:00-14:00 参赛队报到 住宿酒店 参赛队
参赛队、裁判长、监
15:00-16:30 领队会, 会议室 督长、仲裁长、加密
公布抽签顺序
裁判
7
日期 时间 事项 地点 参加人员
16:30-18:00 熟悉赛场 竞赛场地 参赛队
19:00 裁判长,监督长,仲封闭赛场 竞赛场地
裁长
竞赛相关人员到达
竞赛场地并完成参 检录裁判、加密裁判、
7:00-7:45 竞赛场地/赛队检录 工作人员、监督、参
检录处
(一次加密) 赛队
抽取赛号
竞赛队伍抽签
7:45-8:00 竞赛场地/ 加密裁判、工作人员、(二次加密)
检录处 监督、参赛队
抽取模块一工位
竞赛队伍抽签
8:00-8:15 (二次加密)抽取 竞赛场地/ 加密裁判、工作人员、
模块二和模块三竞 检录处 监督、参赛队
赛场地场次
赛前准备(裁判长/
评分裁判、裁判长、
8:15-8:30 专家组长宣读竞赛 竞赛场地 监督、仲裁、技术支
须知、选手准备并
持、参赛队
发放赛题)
评分裁判、裁判长、
8:30-9:30 正式比赛(模块一) 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
比赛
术支持、参赛队
第 1天
评分裁判、裁判长、
9:30-9:45 模块一裁判评分 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
术支持
评分裁判、裁判长、
9:45-10:00 模块二赛题发放 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
术支持、参赛队
评分裁判、裁判长、
10:00-13:50 正式比赛(模块二) 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
按照抽签分组进行
术支持、参赛队
评分裁判、裁判长、
13:50-14:30 参赛队退场及午餐 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
术支持、参赛队
评分裁判、裁判长、
14:30-14:45 模块二裁判评分 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
术支持
评分裁判、裁判长、
14:45-15:00 模块三赛题发放 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
术支持、参赛队
8
日期 时间 事项 地点 参加人员
评分裁判、裁判长、
15:00-18:45 正式比赛 1 竞赛场地 专家、监督仲裁、技(模块三任务 )
术支持、参赛队
评分裁判、裁判长、
18:45-19:45 参赛队退场及晚餐 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
裁判评分
术支持、参赛队
19:45-20:30 竞赛设备恢复 竞赛场地 技术人员
裁判长、现场裁判、
8:00-8:15 专家、裁判和技术 竞赛场地/ 技术人员、监督、仲
支持检录入场 检录处

8:15-8:30 检录裁判、加密裁判、参赛队伍选手检录 竞赛场地
工作人员、监督
评分裁判、裁判长、
8:30-8:45 模块三赛题发放 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
术支持
评分裁判、裁判长、
比赛 8:45-12:30 正式比赛 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
第 2天 (模块三任务 2) 术支持
评分裁判、裁判长、
12:30-14:00 赛队退场及午餐 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
裁判评分
术支持
结束,裁判评分+ 评分裁判、裁判长、
14:00-16:30 成绩汇总报送,成 竞赛场地 专家、监督仲裁、技
绩公布 术支持
参赛队、裁判组、监
16:30-18:00 闭赛式 报告厅 督组、专家组、工作
人员
9
(二)竞赛流程示意图
图 1竞赛流程示意图
10
六、竞赛规则
(一)选手报名
1.以省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团为单位组织报名参
赛,各地限额 2支参赛队,不得跨校组队。
2.通过全国职业院校技能大赛网络报名系统报名。
(二)熟悉场地
在比赛日前一天的指定时间内,参赛队在工作人员带领下,携带
有效证件,按规定路线有序入场,在指定区域观察,不得进入赛位,
不得触碰竞赛平台及赛位内物品。
(三)入场规则
抽签确定参赛选手号和赛位号,领取封存设备,对设备工具检查
并签字确认,期间选手不得做与竞赛任务相关事情。
(四)赛场规则
1.正式比赛共 5个小时(300分钟)。
2.比赛所用的工具设备和物品均由大赛主办方统一提供。
3.比赛过程中,食物和饮用水由大赛主办方统一提供。
4.参赛选手须按技术文件要求,在大赛主办方统一提供的赛位电
脑中规定文件夹内存储比赛文档。
5.参赛选手须严格遵守安全操作规程,确保人身及设备安全。参
赛选手因个人误操作造成人身安全事故和设备损坏时,裁判长有权中
止该参赛队比赛。如出现影响比赛正常进行的异常因素而无法比赛,
由裁判长视具体情况做出裁决,并酌情补时。
(五)离场规则
1.参赛选手须按照程序提交比赛结果,裁判在比赛结果的规定位
置做标记,并与参赛选手一起签字确认。
11
2.竞赛时间结束,参赛选手应服从安排,根据指示方可离开。参
赛选手不得将比赛有关物品带离赛场。
(六)成绩评定与结果公布
1.成绩评定
成绩评定过程中,选手根据裁判要求展示竞赛成果和任务完成情
况。裁判按照评分表,确保公平、公正评分。选手不得围观和议论其
他选手评定情况。裁判不得将选手表现和评定结果泄露。工作人员根
据裁判要求配合评定工作,不得擅自进入赛位影响评判过程。
2.结果公布
记分员将解密后的各参赛队伍成绩汇总成比赛成绩,经裁判长、
监督仲裁组签字,公示 2小时且无异议后,公布比赛结果,将赛项总
成绩的最终结果录入赛务管理系统,经裁判长、监督仲裁组长在系统
导出成绩单上审核签字后,在闭赛式上宣布并颁发证书。
七、技术规范
(一)国际相关标准,国家相关标准和行业相关规章
本赛项遵循以下国际相关标准,国家相关标准和行业相关规章:
MH/T 2011-2019 《无人机云系统数据规范》
MH/T 2009-2017 《无人机云系统接口数据规范》
MH/T 2008-2017 《无人机围栏》
CTSO-C213 《无人机系统控制和其它安全关键通信空
地链路无线电设备》
MH/T 2013-2022 《民用无人驾驶航空器系统分布式操作运
行等级划分》
AC-61-FS-2018-20R2 《民用无人机驾驶员管理规定》
ISO 21895:2020 《民用无人驾驶航空器系统分类及分级》
12
GB/T 41351-2022 《机械安全-安全相关无线控制装置通用技术
条件》
ISO9001:2015 《质量管理体系》
GB/T9813.1-2016 《微型计算机通用规范》
(二)专业技能要求
1.智能飞行器行业相关技术规范;
2.嵌入式应用程序编写能力、传感器应用能力;
3.选型、设计、装配、调试应用能力;
4.电子测量技术与仪器应用能力;
5.电子电路设计与工艺应用能力;
6.计算机通信应用能力;
7.自动控制技术应用能力;
8.C/C++/Python 应用开发能力;
9.机器学习、视觉识别技术应用能力;
10.团队协作和科技创新能力。
八、技术环境
1.本赛项技术平台包括智能飞行器选用与组装调试平台、典型场
景应用平台和赛场竞赛电脑。
智能飞行器选用与组装调试平台能够同时提供竞赛所要求的两
款及以上型号的电机和电调,两款及以上型号的螺旋桨,两款及以上
不同布局形式的机架,配套飞控及电池等,具备智能飞行器动力系统
选型、组装调试、飞行操控等功能模块。
典型场景应用平台能够同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机
模块以及抛投模块,具备救援目标物的 AI识别开发、救援目标物自
动识别、物资投放等功能模块,并能完成自主飞行和识别拍照等任务。
13
赛场竞赛电脑硬件配置不低于:CPU I5-9400F,内存 16G,硬盘
256G,显卡 GTX1660-6G,显示器 24寸。软件配置包括但不限于:
AI识别标注软件、救援区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软
件和典型场景应用平台调参软件等。
2.室内比赛区域总面积约 1400m2,长 52m,宽 27m,净空高度不
低于 7m,采光、照明和通风良好,环境温度、湿度符合设备使用规
定,同时满足选手的正常竞赛要求;室外比赛区域面积约 6700 m2,
长 96m,宽 70m,与室内比赛区域距离较近,方便转场,具有合法空
域使用手续、无人空旷符合智能飞行器室外飞行要求。
3.室内比赛区赛位面积不低于 9 m2,区域内设置 60个赛位,30
个试飞场地,每个赛位布置电脑台 1个,工位调试桌 2个,赛位间进
行隔离、互不干扰,每个试飞场地面积约 9 m2,安全网隔离。
4.室外比赛区设置 12个赛位,总面积约 6700 m2,每个赛位 560
m2,长 35m,宽 16m。
5.赛场主通道宽 3m,符合紧急疏散要求。
6.赛场提供稳定的水、电、气源和供电应急设备,并有保安、公
安、应急管理、设备维修和电力抢险人员待命,以防突发事件。
7.赛场设技术支持、医疗等公共服务区,为选手和赛场人员提供
服务;设有大赛观摩区域,保证大赛安全有序进行。
九、竞赛样题
(一)赛项名称
智能飞行器应用技术
(二)赛项内容
本赛项竞赛时间为 300分钟,竞赛内容及时间分配如下表所示。
14
序号 竞赛项目 完成时间
模块 1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块 2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块 3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
(三)赛项项目配分
本赛项满分 100分,模块配分如下表所示。
序号 竞赛项目 分数
模块 1 智能飞行器设计与调控 30
模块 2 智能飞行器编程开发 30
模块 3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
(四)赛项模块
模块一 智能飞行器设计与调控
任务一:智能飞行器系统选型与组装
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、
组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:(略)
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自
测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分。(略)
模块二 智能飞行器编程开发
比赛时将提供 12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往
自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍
摄目标物素材照片。素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及
15
飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进
行采集,建模区域不小于应急救援区域场地大小。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象图片作为数据集,
基于选择性深度学习 AI识别模型进行训练开发。(略)
模块三 智能飞行器典型场景应用
任务一:智能飞行器应急救援自动侦测
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动
侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。(略)
任务二:智能飞行器应急救援物资投放
在“救援目标物”处设置一个救援物资投放区,任务区域内放置可
自行选择的目标桶 3个,每个选手有 5个救援物资进行抛投。(略)
十、赛项安全
赛项执委会和承办单位采取切实有效措施保证大赛期间参赛队、
工作人员及观众的人身安全。
1.赛项执委会和承办单位对安全工作提出明确要求。赛场的布置,
赛场内的器材、设备应符合国家有关安全规定。承办单位赛前须按照
执委会要求排除安全隐患。
2.赛场周围要设立警戒线,防止无关人员进入。赛场内应参照相
关职业岗位的要求为选手提供必要的劳动保护。在具有危险性的操作
环节,裁判可采取措施严防选手出现错误操作。
3.承办单位应提供保证应急预案实施的条件,明确制度和预案,
并配备急救人员与设施。
4.制定赛场人员疏导方案,有人员配备。
5.比赛期间,由承担单位统一安排参赛选手和参赛教师饮食,承
办单位须尊重少数民族选手和教师的信仰及文化。
16
6.各学校组织代表队时,须制定相关管理制度,并对所有参赛师
生进行安全教育,为其购买大赛期间的人身意外伤害保险,实现与赛
场安全管理的对接。
7.各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团参赛队组成后,须
制定相关安全管理制度,落实安全责任制,确定安全责任人,签订安
全承诺书,与赛项责任单位一起共同确保参赛期间参赛人员的人身财
产安全要求。
十一、成绩评定
本赛项评分本着公平、公正、公开的原则。评分标准在注重对参
赛选手综合能力考查的同时,也能客观反映参赛选手的技能水平及职
业素养。
(一)评分标准
表 3 评分标准
赛程 竞赛内容 分值 评分方法 审核方法 公布方法
参赛选手、
模块 1 智能飞行器设计与调控 30 现场根据评 现场评分裁 赛项执委会
分表评分 判、监督、 公布
仲裁签字
参赛选手、
2 30 现场根据评 现场评分裁 赛项执委会模块 智能飞行器编程开发
分表评分 判、监督、 公布
仲裁签字
参赛选手、
3 智能飞行器典型场景应 40 现场根据评 现场评分裁 赛项执委会模块
用 分表评分 判、监督、 公布
仲裁签字
合计 100
(二)评分方式
1.组织与分工
(1)参与大赛赛项成绩管理的组织机构包括检录组、裁判组、
17
监督仲裁组等。
(2)检录组负责对参赛队伍(选手)进行点名登记、身份核对
等工作。检录工作由赛项承办院校工作人员承担。
(3)裁判组实行“裁判长负责制”,全面负责赛项的裁判与管理工
作。裁判员分为加密裁判、现场裁判和评分裁判。加密裁判负责组织
参赛队伍(选手)抽签,对参赛队信息、抽签代码等进行加密、解密工
作;现场裁判按规定做好赛场记录,维护赛场纪律,对参赛队伍(选手)
的比赛作品、比赛表现按赛项评分标准进行评定;评分裁判负责对成
绩汇总、审核、校准等。
本赛项裁判组成员预计 38人,其中裁判长 1名,加密裁判 2名,
现场裁判 30名,评分裁判 5名。裁判人数及专业等要求如表 4所示。
表 4 裁判人数及专业等要求
专业技术职称
序号 专业技术方向 执裁、教学、工作经历 人数
(职业资格等级)
1.参与过省级及以上职业
院校技能大赛裁判工作;
2.承担装备制造类技术专
具有副高级以上专
业相关课程教学任务,承
1 装备制造 业技术职称或高级担无人机相关课程者优
相关专业 技师职业资格
先;
3.持有中国民航局无人
机驾驶员执照者优先 38
1.参与过省级及以上职业
院校技能大赛裁判工作;
2.承担电子信息类等相关具有副高级以上专
电子信息
2 课程教学任务,承担无人业技术职称或高级相关专业
机相关课程者优先; 技师职业资格
3.持有中国民航局无人
机驾驶员执照者优先
(4)监督仲裁组负责对赛项工作进行全程监督,并对竞赛成绩
抽检复核;接受由参赛队领队提出的对裁判结果的书面申诉,组织复
议并及时反馈复议结果。
18
2.成绩评定方法
(1)赛项总成绩满分 100分,只对参赛队团体评分,不计个人
成绩。
(2)参赛队成绩由赛项裁判组统一评定。采用分步得分、错误
不传递、累计总分的计分方式。
(3)裁判长正式提交选手号评分结果并复核无误后,加密裁判在
监督人员监督下对加密结果进行逐层解密。
(4)监督仲裁组负责对赛项工作进行全程监督,并对竞赛成绩抽
检复核;接受由参赛队领队提出的对裁判结果的书面申诉,组织复议
并及时反馈复议结果。
(5)在竞赛过程中,参赛选手如有作弊、不服从裁判判决、扰乱
赛场秩序等行为,裁判长按照规定扣减相应分数。情节严重的取消竞
赛资格,竞赛成绩记为 0分。
(6)在竞赛结束裁判完成评判后,裁判长提交参赛队评分结果,
经复核无误,由裁判长、监督和仲裁签字确认后公布。
(7)本赛项各参赛队最终成绩打印,经赛项裁判长审核无误后签
字,将裁判长签字的纸质打印成绩单报送大赛执委会。
十二、奖项设置
本赛项以实际参赛队总数为基数确定奖项:一等奖占比 10%,二
等奖占比 20%,三等奖占比 30%,小数点后四舍五入。总成绩相同时,
依序对智能飞行器典型场景应用、智能飞行器编程开发、智能飞行器
设计与调控模块得分高低进行排名,在前序模块得分相同的情况,按
照后序模块得分排名。得分若依然相同,按完成总时间排序,时间完
成用时少者排名靠前。
获得一等奖的参赛队的指导教师授予“优秀指导教师奖”。
19
十三、赛项预案
(一)竞赛平台相关预案
1.竞赛平台在竞赛前 1周进入赛场,并对竞赛设备进行满负荷测
试连续 24小时,确保零故障。
2.竞赛现场提供 5%的备用赛位,在竞赛设备出现故障无法短时间
恢复时,由裁判长确认启动备用赛位。
3.竞赛现场为竞赛设备提供专用 UPS电源,保证意外断电情况下
竞赛设备可正常工作 10分钟以上。
4.竞赛现场确保提供充足的专业技术人员,辅助裁判确认竞赛设
备的软硬件状态,保障竞赛顺利进行。
(二)赛场环境相关预案
1.竞赛现场配置专业电工维修人员,保障供电正常。
2.竞赛现场配置医务人员和常用药品,当出现人员受伤时做到及
时救护。
3.竞赛现场配置安全通道。发生突发事件时,全体人员必须服从
命令、听从指挥。安全人员立即打开出口门,疏导参赛人员有序撤离
现场。
4.比赛期间发生意外事故,发现者应在第一时间报告大赛执委会,
同时采取必要措施,并向大赛组委会会报告。
5.经裁判长、现场裁判、技术人员现场判定,若因竞赛选手个人
主观原因引起的设备故障,予以更换备用设备,不予补时;若因竞赛
设备自身软硬件故障等客观原因无法正常工作,对由此造成的时间损
失予以酌情补时。以上情况均需做好相应现场情况记录(选手签字确
认)。
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十四、竞赛须知
比赛过程中,除参加当场次比赛的选手、裁判、现场工作人员和
经批准的人员外,其他人员一律不得进入比赛现场。
(一)参赛队须知
1.参赛队组成:每支参赛队由 2名选手(其中设队长 1名)和 2
名指导教师组成。
2.参赛队选手在报名获得确认后,原则上不再更换。竞赛开始后,
参赛队不得更换参赛选手,允许队员缺席竞赛。
3.参赛队须按照大赛赛程安排并凭大赛执委会颁发的参赛证和有
效身份证件参加比赛及相关活动。
4.各参赛队按赛项执委会统一安排参加比赛前熟悉场地环境的活
动。各参赛队按赛项执委会统一要求,准时参加赛前说明会和抽签仪
式。
5.各参赛队在比赛期间,应保证所有参赛选手的安全,防止交通
事故和其他意外事故的发生,为参赛选手购买人身意外保险。
6.各参赛队要发扬良好道德风尚,听从指挥,服从裁判,不弄虚
作假。
(二)指导教师须知
1.指导教师应发扬良好道德风尚,听从指挥,服从裁判,不弄虚
作假。
2.指导教师应认真研究和掌握本赛项比赛的技术规则和赛场要
求,指导选手做好赛前的一切准备工作。
3.指导教师应在赛后做好技术总结和工作总结。
(三)参赛选手须知
1.参赛选手应统一着装,提前到达赛场,学生凭身份证、学生证、
21
参赛证等有效证件检录,凭参赛证和抽取的赛位号进入赛位。按要求
入场,不得迟到早退。严禁参赛选手携带电子设备、通讯设备及其他
资料与物品入场。
2.参赛选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场,如有特殊情况,须
经裁判同意。
3.竞赛期间,非同组的参赛选手之间不得以任何方式传递信息。
4.比赛过程中,参赛选手须严格遵守相关操作规程,确保设备及
人身安全;参赛选手应爱护赛场提供的器材,不得移动赛场内台、桌、
设备和其他物品的放置,不得故意损坏设备和仪器,并接受裁判的监
督和警示。
5.比赛过程中,参赛选手因个人误操作造成人身安全事故和设备
故障时,裁判长有权终止该队比赛。
6.参赛选手须按照程序提交比赛结果,配合裁判做好赛场情况记
录,与裁判一起签字确认。
7.比赛期间各参赛选手必须保持良好的精神风貌,比赛秩序井然,
物品摆放有序,并做好比赛结束后的工具设备清点、现场清洁和整理
工作。
8.完成赛项任务及交接事宜或竞赛时间结束,参赛选手应服从安
排,根据指示方可离开。参赛选手不得将比赛有关物品带离赛场。
(四)工作人员须知
1.配合裁判完成竞赛过程相关工作,严格遵守竞赛规章制度,文
明礼貌,认真做好服务工作。
2.所有工作人员必须统一佩戴由大赛执委会签发的相应证件,着
装整齐,赛场除现场工作人员以外,其他人员未经允许不得进入赛场。
3.新闻媒体等进入赛场必须经过大赛执委会允许,并且听从现场
22
工作人员的安排和管理,不能影响竞赛进行。
十五、申诉与仲裁
(一)申诉
1.参赛队对不符合竞赛规定的设备、工具、软件,有失公正的
评判,以及对工作人员的违规行为等,均可提出申诉。
2.申诉应在竞赛结束后 2小时内提出,超过时效将不予受理。
申诉时,应按照规定的程序,由参赛领队向监督仲裁组递交书面申
诉报告。报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、
申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。事实依据不充分、
仅凭主观臆断的申诉将不予受理。
3.赛项监督仲裁组在接到申诉报告后的 2小时内组织复议,并
及时将复议结果以书面形式告知申诉方。
4.申诉方对复议结果仍有异议,可由省、自治区、直辖市、计
划单列市、新疆生产建设兵团领队或参赛队领队向赛区仲裁委员会
提出申诉。赛区仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。
(二)仲裁
1.本赛项设监督仲裁组,监督仲裁人员不超过 3人,均为与大
赛无关的第三方人员。
2.监督仲裁组负责受理大赛中出现的申诉复议并进行仲裁,以
保证竞赛的顺利进行和竞赛结果公平、公正。
十六、竞赛观摩
1.竞赛设指定观摩区,安排特定时间有序观摩。观摩观众佩戴由
大赛组委会签发的相应证件方可进入观摩区。
2.观摩过程中不得违反全国职业院校技能大赛规定的各项纪律,
全程不得以任何形式干扰参赛选手比赛。
23
3.观摩期间,若违反有关规定或影响选手竞赛的,严重违纪者除
本人被逐出观摩场地外,还将视情况严重程度对所在代表队的选手
的成绩进行扣分直至取消比赛资格。
十七、竞赛直播
1.在大赛执委会和承办单位统一安排下,对赛场的比赛过程直
播。如比赛需分成多个场次进行,则在最后一场比赛过程中安排直
播,其他场次比赛不直播。
2.利用多媒体技术及设备录制视频资料,记录竞赛全过程,为宣
传、仲裁、资源转化提供信息资料。
十八、赛项成果
在大赛执委会的领导与监督下,赛项承办单位应在赛后规定时间
内向大赛执委会办公室提交赛项成果。按照大赛组委会统一要求,将
赛项中相关竞赛任务内容优化整合,并在规定时间内制作赛项成果资
源,可参考表 5。
表 5 赛项成果清单
主要内容 成果形式 目标数量 要求
风采 赛项宣传片 视频 1 15分钟以上
展示
基 风采展示片 视频
1 10分钟以上
本技能 技能介绍 文本 10
资概要
技能要点 文本 10

教学 技能训练指导书 文本 1 电子教材
资源
技能操作规程 文本 1
拓 展 赛题库 1
资 源
素材资源库 1
24全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 七)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
赛项项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、竞赛须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,并确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带U盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务,选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
7
模块一 智能飞行器设计与调控
时间:60分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现大气污染防治工作需要,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线排放溯源。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:4208、680KV;电机型号2:4208、380KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为40A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:1555;螺旋桨型号2:1355。
4. 机架。机架型号1:H型布局轴距550的机架;机架型号2:X布局轴距为550的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是6250mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,见表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主要内容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件选型确认表)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间:150分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件复杂工况下飞行获得的影像数据,利用数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器大气污染防治应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及标记物抛投模块,用于污染排放源头目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、污染物溯源区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于着火区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行寻找污染物排放源头的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成标记物的抛投。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关污染排放烟囱学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的烟囱目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于空气污染物溯源区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行污染排放源目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块污染排放源目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间:90分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器环境监测中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及标记物投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成标记物投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器污染源头自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的烟囱自动侦查代码进行多角度拍照时飞行路线控制模块的代码优化,优化当智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据比对成功后,云台相机锁定目标物,机载计算机能控制飞行器完成相关飞行动作的相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“污染源区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度污染源目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成烟囱侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。完成智能飞行器污染物排放溯源搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器环境标记物投放(45min)
在“污染物排放源头”处设置一个标记物投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个标记物进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为标记物抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将标记物投放至目标桶内,所有标记物抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9.私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
污染排放源侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 四)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
竞赛项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、竞赛须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,须选手在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带U盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务,选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
4
模块一 智能飞行器设计与调控
时间:60分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因无人机机物流配送需要,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于小型货物配送。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:2212、980KV;电机型号2:2212、1400KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为20A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:1145;螺旋桨型号2:1045。
4. 机架。机架型号1:H型布局轴距450的机架;机架型号2:X布局轴距为450的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是5000mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,具体组装详细步骤见表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主要内容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间:150分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在物流配送复杂工况下飞行获得的影像数据,通过数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器物流配送应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及小型货物配送模块,用于配送点目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、配送区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于物流配送区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行小型货物的定点自动化配送,并在自动识别到定点目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成物资的配送。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关配送目标地点学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标点图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的配送点目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于目标配送区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行配送点自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块配送点的自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间:90分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器物流配送中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及物资定点投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成货物投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器配送点自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应配送点的自动侦测,并在自动识别到配送点后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的配送点自动侦查代码进行自动识别时飞行器控制权限切换模块的代码优化,优化当智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据比对成功后,机载计算机介入飞行器飞行控制,中断当前航线任务,当完成识别成功后相关图像获取动作重新回复当前航线任务的相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“配送区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕配送点在不同角度拍摄4张照片,实现多角度配送点目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成配送点的目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。完成智能飞行器配送点搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器配送点物资投放(45min)
在“预定配送点”处设置一个配送物资投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个配送物资进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为配送物质抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将配送物资投放至目标桶内,所有物资抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9.私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
配送点侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 五)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
竞赛项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、竞赛须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带U盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务,选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
7
模块一 智能飞行器设计与调控
时间:60分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因电力输送保障需要,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线电力巡线。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:2208、1400KV;电机型号2:2212、980KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为20A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:9450;螺旋桨型号2:8045。
4. 机架。机架型号1:H型布局轴距450的机架;机架型号2:X布局轴距为450的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是4000mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,见表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主要内容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间:150分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件的复杂工况飞行与影像自动采集、数据识别处理进行图像识别AI模型的开发以及任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器电力巡线应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及维修物资抛投模块,用于铁塔目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、电力巡检区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于着火区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行响应铁塔目标物的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成物资的抛投。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关铁塔目标物学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的铁塔目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于电力巡线区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行铁塔目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块铁塔目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间:90分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器电力巡检应用中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及维修物资投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成物资投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器电力铁塔自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的电力铁塔自动侦查代码进行自动识别时飞行器飞行感度设置模块的代码优化,主要优化智能飞行器机载计算机介入飞行器飞行控制后,飞行器能自主控制PID代码,使飞行器保持稳定飞行等相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“电力巡检区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度铁塔目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成电力铁塔侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。选手完成智能飞行器电力铁塔搜寻任务后,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器维修物资投放(45min)
在“铁塔目标物”处设置一个维修物资投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个维修物资进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为维修物资抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将维修物资投放至目标桶内,所有物资抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9.私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
定点铁塔侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 六)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
赛项项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、赛项须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,并确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带U盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务,选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
7
模块一 智能飞行器设计与调控
时间:60分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因突发性自然灾害出现,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线应急救援。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:2212、1400KV;电机型号2:2212、980KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为20A;电调型号2:最大稳定工作电流为30A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:9450;螺旋桨型号2:8045。
4. 机架。机架型号1:H型布局轴距330的机架;机架型号2:X布局轴距为330的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是4000mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,具体组装步骤可参考表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主 要 内 容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
8 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间:150分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件复杂工况下飞行获得的影像数据,利用数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器应急救援应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及救援物资抛投模块,用于救援目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、救援区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后,进行手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于着火区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行响应救援目标物的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成物资的抛投。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关救援目标物学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的救援目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于应急救援区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行救援目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块救援目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间:90分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器救援应用中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及救援物资投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成物资投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器应急救援自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的应急救援自动侦查代码进行自动识别时多角度拍照模块的代码优化,优化当智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据比对成功后,云台相机锁定目标物后,在飞行器能到达指定高度位置,并控制云台相机进行拍照的相关代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“救援区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度救援目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成应急救援侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务,但不允许调整已规划好的航线。完成智能飞行器应急救援搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器应急救援物资投放(45min)
在“救援目标物”处设置一个救援物资投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个救援物资进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为救援物资抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将救援物资投放至目标桶内,所有物资抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9.私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
应急救援侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:全国职业院校技能大赛
National Vocational College Skills Competition
智能飞行器应用技术赛项
(样 题 九)
赛位号:
一、赛项名称
智能飞行器应用技术
赛项内容
本赛项竞赛时间为300分钟,竞赛内容及时间分配如表1所示。
表 1 竞赛内容与时间分配表
序号 竞赛项目 完成时间
模块1 智能飞行器设计与调控 60分钟
模块2 智能飞行器编程开发 150分钟
模块3 智能飞行器典型场景应用 90分钟
竞赛项目配分
本赛项满分100分,任务配分如表2所示。
表 2 任务分数分配表
序号 竞赛项目 分数
模块1 智能飞行器设计与调控 30
模块2 智能飞行器编程开发 30
模块3 智能飞行器典型场景应用 40
合计 100
四、竞赛须知
选手要在抽签的工位上进行比赛,按要求在任务书封面上填写好赛位号。选手务必在比赛开始前,认真阅读各比赛任务的重要提示。
选手在比赛开始前,认真对照工具清单检查工位设备,并确认后开始比赛;选手完成任务后的工具、仪器和物料,现场由裁判统一收回。
比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置 D:\\ 。
赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件,选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹,根文件夹的命名原则为GZ018-选手号,各具体任务在根文件夹下新建文件夹,命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下,即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。参赛选手在竞赛过程中,不得使用自带 U 盘。
竞赛场地分两部分,竞赛模块一在室内竞赛场地比赛,竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
裁判评分节点在赛题中有明确提示,需要裁判验收的各项任务。选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判,裁判在各评分节点仅验收评判1次。请选手根据赛题说明,确认完成后再提请裁判验收。选手对比赛过程中需裁判确认部分,应当先举手示意,等待裁判前来处理。
选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则,如有违反,按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料,如有发现将取消竞赛资格。选手如有擅自离开本参赛队赛位,或者与其他赛位选手交流,或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为发生的,将取消其参赛资格。
比赛过程中,若发生危及设备或人身安全事故,裁判有权立即停止比赛,情节严重的将取消其参赛资格。
选手必须认真填写各类文档,竞赛完成后所有文档按页码顺序一并上交。赛场提供的任何物品,不得带离赛场。
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模块一 智能飞行器设计与调控
时间: 60 分钟
一、任务背景
随着近几年智能飞行器市场的发展,多旋翼智能飞行器以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注,成为迄今为止智能飞行器行业最热销的产品类型,熟练掌握多旋翼智能飞行器组装调试的相关知识与实践操作技能就显得尤为重要。现因突发性自然灾害出现,需选型、组装、调试出一款多旋翼智能飞行器用于一线应急救援。
选手需要根据现场提供的物料清单、现场提供的智能飞行器系统选型与组装平台完成智能飞行器系统的设计及组装调试等典型工作任务。
二、任务内容
任务一:智能飞行器系统选型与组装
本任务主要考查参赛选手对于智能飞行器系统的选型、组装、调试及验证。
选手需要在提供的物料清单中,自行遴选组件进行搭配,设计、组装及调试一款多旋翼智能飞行器。
物料清单如下:
1. 电机。电机型号1:3508、680KV;电机型号2:4208、680KV。
2. 电调。电调型号1:最大稳定工作电流为40A;电调型号2:最大稳定工作电流为50A。
3. 螺旋桨。螺旋桨型号1:1355;螺旋桨型号2:1552。
4. 机架。机架型号1:H型布局轴距550的机架;机架型号2:X布局轴距为680的机架。
5. 电池及配套电源适配器。赛场统一提供3块容量是6250mah的电池作为动力电池,提供配套电源适配器。
选手需要完成智能飞行器系统的选型,应考虑电调工作电流、电机功率以及智能飞行器空中悬停续航时间等数据进行对比选用,最终以飞行器稳定性与悬停续航时间进行分数评判。
智能飞行器系统组装可以参考以下步骤完成机体组装,具体组装步骤可参考表3。
表3 智能飞行器系统组装参考步骤
步骤 主要内容
1 脚架组装与安装(安装完成后调整脚架稳定)
2 电机安装至电机座 - 连接电调 - 将电机座安装至机臂
3 电池仓组装 - 装在下中心板
4 将机臂安装至下中心板上
5 飞控安装与接线
选手在机体组装完成后,需进行遥控器调试、动力系统调试并使用专业软件进行飞控参数设置,具体调试步骤可参考表4。
表4 智能飞行器系统调试参考步骤
步骤 主要内容
1 遥控器设置
2 接收机供电与对频
3 电调校准及电机转向确认及调整
4 LED模块安装、GPS模块安装
5 飞控参数设置
6 遥控器校准
7 上中心板安装
9 磁罗盘校准
选手完成选型装调后,应填写选型确认表(见附件)并签名确定,同时提请裁判确认。裁判确认完成后,选手不得更改智能飞行器选型方案。
任务二:智能飞行器系统测试与验证
裁判完成装调部分评分后,选手由裁判陪同方可前往指定区域自测。选手自测完成后,须示意裁判进行测试评分,每组参与评测的智能飞行器仅有一次起飞机会。
智能飞行器测评环节,选手操作智能飞行器起飞,同时裁判开始计时;选手操作智能飞行器飞到停机坪(直径1m)上方1.5m + 0.5m高度,悬停飞行器,待智能飞行器电池电压降至标称电压报警提示时,裁判即停止计时;选手操作智能飞行器对尾平稳降落至指定停机坪上。裁判根据智能飞行器的飞行操作规范性、飞行时间和飞行状态进行该环节的评判。
注意事项:
智能飞行器组装调试比赛时,禁止在飞行测试区以外安装螺旋桨,一经发现,将取消比赛资格。
智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行测试结束后,选手需等螺旋桨停止转动才得进入飞行场地,并立即断开飞机电源,方能把智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况本项目计作零分,并根据实际情况扣除相应分数。
选手在完成组装调试后,向裁判示意,裁判对选手该项目进行打分。一旦进入裁判测试环节,选手不得再次进行智能飞行器的选型、调配等操作。
模块二 智能飞行器编程开发
时间: 150 分钟
一、任务背景
本模块围绕智能飞行器智能识别开发技术,基于智能飞行器在突发事件复杂工况下飞行获得的影像数据,利用数据标准处理进行图像识别AI模型的开发,并完成任务目标区域的三维模型数据采集及三维模型建立。本模块考查选手在智能飞行器应急救援应用中的飞行操作能力、影像采集能力与数据处理能力。模块同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块考查选手在智能飞行器应用平台上的开发能力、目标物视觉识别开发能力。典型场景应用竞赛平台上同时搭载机载计算机模块、三轴云台相机模块以及救援物资抛投模块,用于救援目标物的AI识别学习与开发,并具备完整自主飞行且识别拍照的功能。在赛场竞赛电脑上配置了AI识别标注软件、救援区域三维建模软件、自主飞行任务航线规划软件、智能飞行器应用竞赛平台调参软件。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
比赛时将提供12个场地,供选手抽签抽取,参赛选手需要前往自己抽取的场地,在该场地使用智能飞行器平台起飞后进行,手动拍摄目标物素材照片,拍摄素材数量不小于150张,裁判将以选手采集的照片数量作为评分依据。
素材采集完成后,选手需使用智能飞行器系统及飞行任务规划软件,对抽到场地位置的倾斜摄影三维模型照片素材进行采集,建模区域不小于应急救援区域场地大小,飞行高度根据实际自行选择(高度选择需保证数据采集时飞行安全),模型精度要求不低于5cm。数据采集时,选手准备完成起飞后,裁判开始计时,采集结束裁判停止计时,数据采集时间每队须在15分钟内完成。
数据采集完成后,选手使用采集到的巡查对象的150张图片作为数据集,基于选择性深度学习AI识别模型进行训练开发。人工智能学习完成后,选手需要使用深度学习训练的结果,进行响应救援目标物的自动化巡查,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证,最终通过识别到的信息在指定区域内完成物资的抛投。
选手检查完典型场景应用竞赛平台环境后举手示意,经裁判允许,选手选择相关救援目标物学习图片进行目标物AI自动识别训练,识别训练步骤参考如下:
1.使用识别标注软件完成目标物图片素材的标注,并选用合适的标注成果格式,保证后续使用。
2.使用赛场提供的电脑与典型场景应用竞赛平台上的机载计算机建立连接。
3.通过电脑的命令提示符窗口通过代码命令将识别的救援目标物标注信息进行导入,并通过相关命令代码编程完成AI识别目标物的模型训练。
4.将AI模型文件由.pt格式转化成机载计算机程序能够识别的模型格式.engine。
注:基础指令代码(进入:cd;复制:cp;新建:mkdir;编辑:vim;退出:cd ..;解压:unzip)
等待AI训练时,每只队伍可以根据现场提供的比赛场地进行三维模型构建,或等模型构建完成后再进行赛场三维模型构建。建模区域不小于应急救援区域场地大小,模型精度要求不低于5cm。
建完模型后,选手需要利用三维模型上根据模型特征,进行救援目标物自动识别的飞行航线规划,将航线保存并导出,以备下一模块救援目标物自动巡查。选手须将最终的三维模型文件与航线文件保存至指定文件夹,所有时间均记在本模块竞赛的总时间之内,裁判评分将根据技术完成度进行评定。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,竞赛总时长内未完成任务内容后续内容不得分,转场时间不算在竞赛时间内。
模块三 智能飞行器典型场景应用
时间: 90 分钟
一、任务背景
本模块考查选手在智能飞行器救援应用中自动识别程序开发使用、智能飞行器自主飞行任务执行、影像采集能力与数据处理能力,以及救援物资投放的飞行操控能力。模块同时重点考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识、团队协作精神等职业素质素养水平。
二、任务内容
本模块在模块二的AI识别的学习与开发基础上,利用典型场景应用竞赛平台进行目标物自动识别和影像自动采集,并完成物资投放。本模块在执行飞行任务时均需得到裁判允许。
任务一:智能飞行器应急救援自动侦测(45min)
选手需要利用本人深度学习训练的结果,进行响应目标物的自动侦测,并在自动识别到目标后实现多角度自动拍照取证。
选手利用竞赛提供的应急救援自动侦查代码进行多角度拍照完成后飞行命令模块的代码优化,优化当智能飞行器机载计算机运行识别程序时,相机获取图像信息与AI模型数据比对成功后,完成多角度拍照后飞行器可以返回航线断点位置的相关控制代码,优化智能飞行器识别目标的自动侦查功能。
使用模块二通过AI训练得到的*.engine模型与通过三维建模软件建模成果规划的航线文件,进行竞赛设备调试,调试完成后选手使用智能飞行器从出发点以自定的飞行高度自动沿“救援区域重点位置”飞行识别拍照并返回降落。
智能飞行器自动侦测过程中,发现目标物后,智能飞行器须围绕目标物在不同角度拍摄4张照片,实现多角度救援目标的信息获取,要求全程无人工干预完成。
完成多角度目标物信息采集后,选手需根据照片信息确定各个目标物位置坐标并完成应急救援侦测目标信息表见附件。
本模块允许选手先进行航线任务飞行测试再执行自动侦测任务但不允许调整已规划好的航线。选手完成智能飞行器应急救援搜寻任务,智能飞行器自动返航后裁判停止计时。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,时间分记为0分。
3. 选手可在规定时间内最多进行2次智能飞行器侦测任务,选取选手指定的记录作为最终成绩评判依据。
4. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
任务二:智能飞行器应急救援物资投放(45min)
在“救援目标物”处设置一个救援物资投放区,任务区域内放置具直径分别为20cm、30cm、40cm的目标桶3个,每个选手有5个救援物资进行抛投,每次只能挂载1个。
选手听到裁判的“开始”口令后,将目标物挂至智能飞行器抛投钩上,按照任务要求目视操作智能飞行器飞至目标桶上方。选手可以自行选择任意一个目标桶作为救援物资抛投区,目标桶的口径不同得分不同(口径越小,得分越高),将救援物资投放至目标桶内,所有物资抛投完毕后将智能飞行器返航至起降区,关闭智能飞行器电源开关。
抛投过程中智能飞行器不得触碰目标桶;飞行高度不得低于2m;不得私自缩短或延长吊绳长度;严禁携带手机等通信工具;操作限时45分钟。
注意事项:
1. 选手需在竞赛正式开始前检查设备状态是否正常,若设备状态异常,应举手示意裁判。
2. 比赛正式开始后,因选手操作不当导致竞赛内容无法完成,该项计作0分。
3. 智能飞行器螺旋桨转动之后,选手不得进入飞行场地;飞行结束后,需等螺旋桨停止转动才能进入飞行场地,并立刻断开智能飞行器电源,方可将智能飞行器带出飞行场地;智能飞行器通电过程中不得关闭遥控器。一经发现上述情况,该项计作0分。
4. 任务实施时选手离开指定区域,该项计0分。
5. 选手超时完成任务,该赛项任务记为0分。
6. 抛投过程中智能飞行器触碰目标桶,该项计0分。
7. 抛投过程中飞行高度低于2米,该项计0分。
8. 选手操控智能飞行器飞行时禁止出现危险操作,若出现危险操作,现场裁判有权根据危险程度中断比赛,该项计0分。
9. 私自缩短或延长吊绳长度,该项计0分。
10.竞赛过程中竞赛设备出现因人为原因损坏而导致比赛无法顺利完成的参赛选手,扣除该模块后续所有得分。
附 件
赛项记录单
智能飞行器组装调试设备选择确认表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 电机
2 电调
3 桨叶
4 机架
选手签字:
裁判签字:
智能飞行器组装调试成果验证表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 设备 参数
1 飞行稳定性 稳定 不稳定
2 续航时间
选手签字:
裁判签字:
应急救援侦测目标信息表
选手赛号: 竞赛工位:
序号 采集信息 坐标信息(经纬度)
1 目标1
2 目标2
3 目标3
选手签字:
裁判签字:

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