一、任务 设计并制作一个能量回馈的变流器负载试验装置（简称试验装置），其结构如图1 所示。 变流器负载试验时，受试变流器1（DC-AC）将直流电变为交流电，其输出通过连接单元与 变流器2（AC-DC）相连，变流器2 将交流电转换成直流电，并回馈至变流器1 的输入端， 与直流电源共同给变流器1 供电，从而实现节能。  二、要求 1. 基本要求 按图2 进行测试。 （1）变流器1 能输出f1=50Hz、线电压U1=32V +/- 0.25V、额定线电流I1=2A 的三相对称 正弦交流电。 （2）在基本要求（1）的工作条件下，要求输出交流电压总谐波畸变率（THD）不大于 2%。 （3）变流器1 输出50Hz、U1=32V +/- 0.25V 的三相交流电，I1 在0A~2A 间变化时，要 求负载调整率SI1≤0.3%。 （4）要求变流器1 输出交流电的频率范围为20Hz～100Hz，步进1Hz。 2. 发挥部分    按图1 进行测试。 （1）试验装置能实现能量回馈，要求变流器1 输出电流I1 不小于1A。 （2）变流器1 输出50Hz、U1=32V +/- 0.25V、I1 = 2A，要求直流电源输出功率Pd= IdUd 越小越好。 （3）其他。 三、说明 （1）制作时须考虑测试方便，合理设置测试点。 （2）发挥部分测试前按图1 进行连线，测试过程中不得重新连线及调整电路。 （3）发挥部分中的试验装置、基本要求中的变流器1 仅由图示直流电源供电。 （4）本题定义：负载调整率：，其中U11 为I1=0A 时的输出电压， U12 为I1=2A 时的输出电压。 （5）图1 中的“连接单元”可根据变流器2 的实际情况自行确定。 （6）题目中的交流电量均为有效值。

一、 任务 设计并制作如图1 所示单相有源电力滤波实验装置（简称装置），检测并显示非线性负载电流iL及其谐波成分与含量，控制有源电力滤波器（APF）产生补 偿电流iF，降低网侧电流iS中谐波含量。非线性负载电路如图2所示，开关KD用以切换半波、桥式整流，开关KC 用以切换有、无电容滤波，测试时电容可在 1000~10000μF（电容额定电压不低于100V）范围内设置。 二、 要求 1. 基本要求 基本要求各项测试时，KF1、KF2 断开，KLF 闭合，APF 不接入。基本要求（2）、 （3）项测试时调整IO=2A。 设计并制作如图2所示非线性负载电路，要求KD、KC 不同状态下的 输出直流电流IO的最大值均不小于2A。 装置能够检测变压器副边电压uS及KD、KC不同状态下的负载电流iL， 并同步显示uS 和iL 的波形。装置能够测量并显示iL 的有效值ILRMS，测量相对误 差的绝对值不大于5%。 装置能够测量KD、KC不同状态下的负载电流iL中谐波含有率Hi（i为谐波次数），显示H2~H5（保留小数点后一位），其中含量最高的谐波含有率（记 为HmL）测量误差的绝对值不大于3%。 2. 发挥部分 发挥部分各项测试时调整IO=2A。 APF上电，KF1、KF2 保持断开，KLF闭合。要求在KD、KC不同状态下， iF的有效值IFRMS 均不小于0.1A；要求iF的频率fF与iL中含量最高的谐波的频率 fm 偏差的绝对值不大于1Hz，即 合上KF1、KF2，断开KLF，接入APF。在KD、KC 断开条件下，要求iS 中对应iL含量最高的谐波的含有率（HmS）下降至不高于5%。 合上KF1、KF2，断开KLF，接入APF。在KD、KC 闭合条件下，要求iS 中对应iL 含量最高的谐波的含有率（HmS）下降至不高于5%。 合上KF1、KF2，断开KLF，接入APF。在KD、KC 闭合条件下，要求iS 的总谐波畸变率THD 不高于5%。 其他。 三、 说明 （1） 在调试过程中务必注意安全，谨防触电和烫伤，不要触及电烙铁、负 载电阻等。 （2） 为简化设计，使用48V、额定输出电流不小于3A 的成品直流电源为装置供电（如图1 所示），测试时该电源现场提供。除此以外，检测与显示模块、 APF不准再使用其他电源。 （3） 制作非线性负载电路时，需设置两个滤波电容端口（图2 中C1、C2 所 示），方便测试时更换、并接不同容值的电容。 （4） 选择合适尺寸的显示器和适当的显示方式，保证装置至少清晰显示2 个周期的波形及各项测量结果，可以通过按键切换两个页面显示。 （5） 本题中i 次谐波电流含有率 其中，IiRMS 为i 次谐波 电流有效值，I1RMS 为基波电流有效值。 （6） 测试时，基本要求（2）中用 5位半或更高精度的万用表测量ILRMS 作为 真实值；基本要求（3）以电能质量分析仪的读数作为HmL 的真实值计算装置的 测量误差，电流测量应使用电流钳；发挥部分各项电流及其谐波也都使用电能质 量分析仪测量。 （7） 本题要求采用APF，不允许采用投入电感、电容的方法抑制谐波。发 挥部分（1）要求APF 有输出iF，且iF 中最大分量的频率fF（本题定义为iF 的频 率）与iL 中含量最高的谐波的频率fm 一致。例如，iL 中含量最高的为3 次谐波， 频率为150Hz，则iF 的频率fF 也应为150Hz。考虑到测控误差等因素，本项允许 偏差1Hz。如果iF 不满足要求，发挥部分（2）~（4）项将不予测试。 （8） KD、KC、KF1、KF2、KLF 均为手动开关，可采用便于操作的跳线等方 式。各项测试设置完成后，一键启动装置进行测试，期间不允许人工干预，每项 测试时间不超过10s。

一、 任务 设计制作基于单目视觉的目标物测量装置，用于测量并显示基准线到目标物的距离D（见说明）、目标物平面（简称物面）上几何图形的边长或直径x，测量 系统组成如图1 所示。测量电路和单目摄像头组成测量装置，如图2 所示，由外部5V 直流稳压电源供电。 二、要求 1. 基本要求 从三个基本目标物（见说明）中随机取出一个，摆在轴线上的某一指 定位置。一键启动装置，测量并显示D 和x。 从余下的两个基本目标物中再随机取出一个，摆在轴线上的某一指定 位置。一键启动装置，测量并显示D 和x。 将最后一个基本目标物摆在轴线上的某一指定位置。一键启动装置， 测量并显示D 和x。 实时监测直流稳压电源对测量装置整机的供电电流S I 。在测量装置工 作期间，测量并显示S I ，要求测量的相对误差绝对值不大于5%。 2. 发挥部分 （1）从四个发挥目标物（见说明）中随机取出一个，摆在轴线上某一指定 位置。一键启动装置，测量并显示D、物面上最小面积正方形的x。 （2）从余下的发挥目标物中再随机取出一个，摆在轴线上某一指定位置。 一键启动装置，测量并显示D、物面上最小面积正方形的x。 （3）取出物面上正方形带数字编号的发挥目标物，摆在轴线上某一指定位 置。参赛队员向测量装置输入指定正方形编号。一键启动装置，测量并显示D、 指定编号正方形的x。 （4）取出最后一个发挥目标物，摆在轴线上某一指定位置。水平转动目标 物，使物面与轴线间成30度 ~ 60度 的夹角 。一键启动装置，测量并显示物面上正方形的x。 （5）优化测量装置，降低整机功耗。要求测试全程实时监测并显示测量装 置的功耗P 和最大功耗Pmax 。 （6）其他。 三、说明 （1）限制规定：本题只能使用一个摄像头（类型和性能不限），不得利用视 觉测距类商品进行改装，不得利用超声、激光、毫米波测距雷达等非视觉方式测 距，测量装置不得使用PC 机（含笔记本电脑、平板电脑等）。自制图2 中的供电 电流测量电路时，不得使用商品模块。违者不予测试。 （2）测试场地：测试场地为基准面上相互垂直的两条黑色线（线宽约5mm）， 分别为长210cm 的轴线（线上无刻度）、长50cm 的基准线，如图1（b）所示。 （3）目标物：赛区测试一律使用赛区制备的目标物，包括基本要求测试用的目标物（简称基本目标物）、发挥部分测试用的目标物（简称发挥目标物）。 所有目标物面均为竖立的白色A4 纸，其四边印有线宽2cm 的黑色边框线。A4 纸底边中点处印有标记点。所有目标物面上印制的是黑色实心几何图形。三个 基本目标物面（A4 纸面）中心位置分别印有圆形、等边三角形、正方形，其直 径或边长范围10cm～16cm；四个发挥目标物面印制的图形包括：单个正方形， 若干面积不等、彼此分离或局部重叠的正方形组合图形，若干印有1 位白色阿 拉伯数字编号、面积不等的正方形组合图形，各正方形边长范围6cm～12cm。 参赛队在校参赛期间，可参考以上描述自制用于系统调试的目标物。 （4）目标物与摄像头摆放：目标物面标记点在基准面上的垂直投影点始终 落在轴线上。除发挥部分第（4）项外，目标物面在基准面上的投影线均垂直于 轴线。摄像头始终固定在图1（b）中的O 点处。 （5）目标物距离D：定义为目标物面标记点在基准面上的垂直投影点与基 准线之间的距离，测量范围100cm～200cm。 （6）测试规定：测试期间测量装置不得联网，不得改变摄像头的位置和高 度。除发挥部分第（3）项测试外，启动测量时，只允许一键启动，不得再对装 置进行其他操作。要求从一键启动装置到显示出测量结果的用时不超过5s，否则 相应测试项不得分。 （7）D 和x 的测量误差要求：基本要求：目标物距离D 的测量误差绝对值 ≤5cm，物面图形边长或直径x 的测量误差绝对值≤1cm；发挥部分：目标物距离 D 的测量误差绝对值≤2cm，物面正方形边长x 的测量误差绝对值≤0.5cm。 （8）测量装置功耗：定义为P = USIS，其中 S U 为直流稳压电源输出电压5V， S I 为直流稳压电源输出电流。

一、任务 设计并制作一个简易以太网双绞线测试仪（简称测试仪），如图1所示。待测 以太网双绞线（简称线缆）通过RJ45连接器与测试仪连接。线缆双端接入测试仪， 测量线缆的线对连接关系（直连、交叉）、类型(非屏蔽双绞线UTP、双屏蔽双绞 线SFTP)、直流电阻，以及交流衰减；线缆单端接入测试仪，测量线缆的长度和 短路位置。测试仪由不大于6V的单电源供电。 二、要求 1. 基本要求  按键切换两种工作模式和显示界面：“双端检测”、“单端检测”。 “双端检测”模式。要求测量并显示线缆的线对连接关系（直连、交叉）、 类型(UTP、SFTP)、直流电阻值(长度范围1m~50m、相对误差的绝对值不大于10%)，测量时间不超过5s。 “单端检测”模式。要求测量并显示线缆长度(长度范围10m~50m、相对 误差的绝对值不大于5%)，检测线缆是否存在线对间短路，测量、检测时间分别 不超过5s。 2. 发挥部分 “双端检测”模式。要求测量并显示线缆对在30MHz频率处的交流衰减 dB值(长度范围10m~50m、相对误差的绝对值不大于10%)，测量时间不超过5s。 “单端检测”模式。要求测量并显示线缆长度（长度范围1m~50m、相对 误差的绝对值不大于1%），测量时间不超过5s。 “单端检测”模式。要求测量并显示线缆的短路位置（长度范围1m~50m、 相对误差的绝对值不大于1%），测量时间不超过5s。  4）其他。 三、说明 （1）被测线缆由测评现场提供。测评现场还提供1m长SFTP型和50m长UTP 型的线缆，供参赛队在测试前进行现场校准。 （2）作品测评过程中，除了按“双端检测”、“单端检测”一键启动相应功能并 开始计时外，不允许对测试仪进行其他任何调整和操作。 （3）基本要求（2）中的“线对连接关系”是指直连线缆或交叉线缆，如图 2所示。 （4）题目中的“线缆长度”为线缆水晶头边缘的直线距离，如图3所示。发 挥部分（3）中的“短路位置”为水晶头边缘到短路中心点的直线距离。 （5）题目中检测相对误差的绝对值。标准值是指由测 量仪器测量得到的线缆参数值。 （6）发挥部分（1）中的“交流衰减”是指线缆对的输出电压值UoPP与输入 电压值UiPP之比，即交流衰减dB值为20lg(UoPP/UiPP)。测量时应注意阻抗匹配问题。 （7）对于SFTP型线缆，应注意RJ45连接器有屏蔽外壳。 （8）作品不得包含任何专用测量仪器的主板或模块，不得使用称重、超声、 激光和其他非电参数方法进行线缆参数测量。  

一、 任务 设计制作一个简易自行瞄准装置，该装置包括自动寻迹小车及瞄准模块两部 分。自动寻迹小车行驶必须采用TI MSPM0 系列MCU（简称MSPM0）控制（包 括巡迹、电机控制）；瞄准模块以小车为载体，利用二维云台控制蓝紫激光笔发 射激光的方向，使激光光斑落在目标靶上，靶上光斑直径≤0.5cm。要求MSPM0 控制器和瞄准模块的电源分别由两个独立开关控制。简易自行瞄准装置场景如图 1 所示。 图1 中小车行驶轨迹外沿为100cm×100cm 的正方形，边线为黑色，线宽 1.8cm±0.2cm。正方形四个外顶点为A、B、C 和D 点。小车可沿行驶轨迹自动 寻迹逆时针方向行驶。 如图1 所示，在距离AB 线段外50cm 处竖立目标靶，靶面与AB 平行，高 度≤50cm。目标靶面采用A4 幅面紫外感光纸，可显示光斑驻留的痕迹。在感光 纸感光面上，用1.8cm 宽的黑色胶带沿四周边缘贴一个长方形，勾勒出靶纸的外 轮廓；用红色油性记号笔在靶的中心标一个点作为靶心，靶心直径≤0.1cm，并以 此为圆心分别以2、4、6、8 和10cm 为半径画红色圆，圆弧线宽度≤0.1cm。 二、 要求 1. 基本要求 （1）小车可以沿行驶轨迹自动寻迹行驶，行驶圈数N 可在1~5 之间设定， 行驶时间t ≤20s。此时瞄准模块电源开关断开。 （2）将小车放置在场地中，位置和姿态自定。启动瞄准模块在2s 内发射激 光击中靶心，要求光斑痕迹距靶心最大距离D1≤2cm。 （3）将小车放置在行驶轨迹上的指定位置，瞄准方向任意指定。要求启动瞄 准模块在4s 内自动瞄准发射激光击中靶心，要求D1≤2cm。 2. 发挥部分 将小车放置在AB 段轨迹上，前沿投影与AC 线对齐，启动小车和瞄准模块， 在t 秒内沿轨迹自动寻迹行驶N 圈，运动期间激光笔必须连续发光射向靶面，不 满足要求不计成绩。 （1）要求N=1 圈，t ≤20s，D1≤2cm。 （2）要求N=2 圈，t ≤40s，D1≤2cm。 （3）要求N=1 圈，t ≤20s，激光笔沿靶面上半径6cm 的红色圆弧同步画 圆，光斑痕迹与半径6cm 的红色圆弧线最大距离Ｄ2≤2cm；小车行驶1 圈，正 好画1 圈光斑，同步误差必须小于1/4 圈。 （4）其他。 三、 说明 （1）作品中的小车尺寸不大于25cm（长）×15cm（宽）× 25cm（高）。小车 尺寸包括小车以及所安装瞄准模块总体轮廓尺寸。小车采用轮式小车，轮数3~4 个，不得采用履带和麦氏轮。小车由车载电池供电，行驶过程中不得人为干涉、 遥控小车运动。行驶过程中小车的投影必须在轨迹线上，投影完全脱离轨迹线即 认为此次测试失败，此项目不得分。进入测试环节，中途不得更换电池。 （2）用于控制小车寻迹行驶的MSPM0 控制板必须安装在装置的表面，裸露MCU 型号，便于测试前查验。MSPM0 控制板与瞄准模块采用独立的电源开关分别控制供电，用发光管显示每个控制板的供电状态。不符合要求的小车不予 测试。 （3）靶面尽量靠墙竖立，周围应当无强光干扰。参赛队对周围环境不得有 其他特殊要求。行驶场地建议采用白色哑光喷绘布制作，水平铺设于平整的地面。 除题目要求的边线之外，行驶场地上不得有其他任何符号标记。场地内外不得架 设其他装置设备。 （4）蓝紫激光笔建议使用波长405nm、光功率≤10mW 的激光笔。使用激光 笔时务必注意安全，切勿照射人眼睛和皮肤！紫外感光纸只有一面有感光特性， 可重复使用。紫外感光纸被蓝紫激光笔照射后，纸面会留下感光痕迹。感光痕迹 会持续滞留20s~60s 才会消失，滞留时间与蓝紫光线照射强度有关，照射强度越 大，痕迹颜色越深、滞留时间越长。 （5）Di ≤2cm（i=1，2）为满分，Di 每增加1cm 扣1 分，不足1cm 按1cm 计算。所有含时间测试要求如果超时，该项计0 分。 （6）测试时，场地喷绘布和制作的目标靶可以自带。

一、 任务 设计并制作一台简易自动接收机，自动搜索并接收 88MHz~108MHz 频率范围内的调频或调幅信号。接收机接收的信号由射频信号源产生，载波频率调节步进为 100kHz，调制信号的频率范围为 300Hz~3400Hz。接收机输出端接 8Ω 负载电阻。自动识别调制方式，解调输出信号用示波器观察，波形应无明显失真。 二、 要求 1. 基本要求 射频信号源载波电平范围为-85dBm~-60dBm。 （1）搜索并解调调频信号。调频信号最大频偏 Δfmax满足 5kHz≤Δfmax≤75kHz，自动搜索解调一个调频信号，要求输出信号电压峰峰值≥0.9V。 （2）搜索并解调调幅信号。调幅信号调制度 m 满足 30%≤m≤60%，自动搜索解调一个调幅信号，要求输出信号电压峰峰值≥0.9V。 （3）解调输出信号幅度自动控制。当调制信号为正弦波时，在基本要求（1）和（2）的测试中，要求输出信号电压峰峰值自动控制在 1V±0.1V。 （4）要求接收机响应时间≤10s。 2. 发挥部分 接收机整机必须采用 5V 单电源供电，工作时供电电流≤500mA。 （1）自动识别单频载波、调频或调幅信号，显示识别结果，并解调出调频或调幅信号。 （2）在基本要求（2）基础上，提高接收机灵敏度，要求搜索并解调载波电平≤-95dBm 的调幅信号。 （3）要求接收机响应时间≤5s。 （4）其他。 三、 说明 （1）接收机输入端采用 SMA 母座接口，用 50Ω 电缆连接至射频信号源。射频信号源应具有射频输出开关功能，以方便测量接收机响应时间。接收机应注意采取屏蔽措施，抑制空间干扰。8Ω 负载电阻及引腿应裸露在外，便于示波器测量。 （2）响应时间是指射频信号源输出开关开启后，接收机搜索解调输出稳定解调信号的时间。 （3）按键启动接收机，自动搜索接收指定频率范围内的信号。 （4）在发挥部分，接收机整机必须采用具有“恒流/恒压”模式自动切换的直流电源单电源供电，供电电压设置为 5V，最大供电电流设置为 500mA；接收机只用一个端口输出解调信号；接收机必须具有一键启动功能，启动后接收机应自动完成全部功能并显示结果，不得人为操控接收机。不满足要求不进行测试。

一、任务 设计并制作RC有源滤波电路（简称已知模型电路）和电路模型探究装置（简称探究装置）。基本要求中，探究装置可自动调节本身的输出信号并加给“已知模型电路”，使该电路按要求输出信号；发挥部分中，探究装置可对测评现场提供的“未知模型电路”进行自主学习、建模，并根据该电路输入端的信号推理生成与该电路相同的输出信号。 二、要求 1．基本要求 （1）在单独的电路板上搭建电压传递函数为 的“已知模型电路”。由信号发生器输入频率 100Hz~3kHz、峰峰值 1V 的正弦信号，使用示波器测量该电路输出电压幅度，如图 1 所示。要求该电路输出电压幅度与传递函数 H(s)表征的输出电压幅度的相对误差绝对值不大于 10%。 （2）探究装置能产生正弦信号，要求频率可设置（步长 100Hz），最高频率不小于 1MHz，频率相对误差绝对值不大于 5%；各频点输出电压峰峰值的最大值不小于 3V。 （3）将探究装置的输出端连接“已知模型电路”的输入端，如图 2 所示。设置探究装置输出 1kHz 的正弦信号，并依据基本要求（1）中的 H(s)确定输出信号幅度，使得“已知模型电路”输出电压峰峰值为 2V。要求该电路输出电压与设定值（2V）的相对误差绝对值不大于 5%。 （4）基本要求（3）中，探究装置可设置并输出 100Hz~3kHz 频率范围内的正弦信号，依据基本要求（1）中的 H(s)确定输出信号幅度，使得“已知模型电路”输出电压峰峰值为设定值（范围 1~2V、步长 0.1V）。要求该电路输出电压与设定值的相对误差绝对值不大于 5%。 2．发挥部分 （1）测评现场提供由 RLC 元件（各 1 个）组成的“未知模型电路”。按照图 3 所示，探究装置连接该电路的输入和输出端口，对该电路进行自主学习、建模（不可借助外部测试设备），2 分钟内完成学习建模，显示“未知模型电路”的滤波类型。 （2）学习建模完成后，断开探究装置和“未知模型电路”的端口连接，将信号发生器接入探究装置和“未知模型电路”的输入端口（探究装置输入电阻不小于 100kΩ），如图 4 所示。探究装置能根据信号发生器的输出信号推理生成与“未知模型电路”相同的输出信号。要求探究装置和“未知模型电路”的输出信号相比波形无失真、在示波器上能连续同频稳定显示（相位无要求），两者峰峰值相对误差绝对值不大于 10%。 图 4 装置与未知模型电路输出比对 信号发生器的输出为频率 1kHz~50kHz（步长 200Hz）、 峰峰值 2V 的周期信号，类型分别为：正弦波、矩形波（占空比 10%~50%、步长 5%）和其他周期信号。 （3）其他。 三、说明 （1）预留各输入、输出端信号测试端口。 （2）基本要求（3）（4）和发挥部分（2）中，“已知模型电路”和“未知模型电路”的输入、输出端均只有 1 根信号线和地线，探究装置与“已知模型电路”和“未知模型电路”输出端无任何反馈连接；探究装置需在启动后 5s 内生成信号输出。 （3）基本要求（3）（4）中，探究装置具有通过按键等设置所产生信号的频率、所控制的“已知模型电路”输出电压值功能。设置完成后，一键启动信号输出，后续不可人工干预。 （4）发挥部分（1）中，“未知模型电路”中元件值范围：R（1kΩ~10kΩ），L（1mH~10mH），C（10nF~100nF）；电路连接完成后，使用唯一“学习键”启动探究装置学习建模，后续不可人工干预；“未知模型电路”的滤波类型指低通、高通、带通或带阻。 （5）发挥部分（2）中，信号发生器设置完成后，一键启动探究装置，后续不可人工干预。示波器以“未知模型电路”输出为触发通道，要求双踪显示的探究装置与“未知模型电路”输出波形相同、无漂移。

一、任务 用多旋翼自主飞行无人机巡查 450cm×350cm 区域（分成 63 个 50cm×50cm 方格），识别、统计区域内野生动物类型(如象、虎、狼、猴、孔雀等)、所在位置及各种动物的数量。巡查时不得飞越灰色矩形禁飞区，禁飞区由数个连续方格组成，在测试时现场给出这些方格的代码，见图 1。 巡查系统由无人机及地面站构成，地面站需包含但不限于微控制器、不小于 6 吋的显示屏、按键输入设备；但不允许使用通用键盘和 PC 机。无人机下方安装激光笔，巡查时激光笔垂直向下指示航线。 二、要求 1. 基本要求 （1）巡查前根据现场指定的禁飞区方格代码，在地面站用按键设置禁飞区。要求在显示屏按 9×7 方格画出巡查航线，航线需覆盖禁飞区以外所有方格。 （2）无人机从红色起飞区域起飞，在 120±10cm 高度按规划的航线巡查，飞行时不得偏离航线；巡查完成时间不得超过 300s，越快越好。 （3）巡查发现某方格中有野生动物时，识别动物种类及数量；将方格代码、动物名称及数量发送到地面站实时显示并保存，要求事后能调出显示。 （4）无人机完成巡查后，在地面站显示所发现动物的名称及每种动物数量。 2. 发挥部分 （1）巡查中发现野生动物时，用机载激光笔光斑照射动物，要求机载激光笔光斑照射在动物体态轮廓上。 （2）巡查完成后，无人机以 45°±5°俯角准确稳定降落到起飞区域，如图2 所示。开始降落时用 LED 灯闪烁指示；降落后无人机中心应不偏离红色起飞区域。 （3）其他。 三、说明 1. 巡查区域说明 （1）参赛队在赛区提供的场地测试，参赛队不得擅自改变测试环境条件。 （2）根据赛题附件中地貌图制作 500cm×400cm 尺寸的哑光喷绘布地面。喷绘前做如下设计：在原始地图基础上，四周各空出 25cm 空间，形成 450cm×350cm 的巡查区域；图上绘制横竖间距 50cm、线宽 0.05cm 的灰色虚线，将巡查区域划分成 63 个方格，横向为 A1~A9，纵向为 B1~B7，方格以代码 AnBm（如 A3B5）命名。 （3）图 1 所示，禁飞区为三个连续方格构成的灰色（R-180、G-180、B-180）矩形，根据测试时给出方格代码，将灰色喷绘布粘贴在地图指定位置。 （4）动物体态图选自于赛题附图，共有五种动物，各有多种形状；根据动物体型差异大致以（象:虎:狼:猴:孔雀=2:1:1:1:1）的比例，象的长度为 30cm，印制动物图片，沿动物外廓线剪去空白，背面粘贴双面胶粘贴到地图上。 （5）无人机巡查时，机载激光笔光斑扫到方格内，即视为巡查覆盖了该区域；若机载激光笔扫过的轨迹与规划的航线不一致，则判定为偏离航线；偏离航线或漏查方格将扣分。 （6）巡查区上方长边、右侧短边各有一条 1.8cm 宽黑色标志线，可用于无人机辅助定位；也可采用其他方法定位，但无人机以外不得有其他摄像头。 （7）500cm×400cm 地图四周及顶部设置安全网，支架在安全网外。若有辅助定位装置，须在地图区域及其上方空间之外。 （8）测试现场避免阳光直射，但不排除顶部照明灯及窗外环境光照射，参赛队应考虑到测试现场会受到外界光照或室内照明不均等影响因素；测试时不得提出光照条件要求。参赛队应该考虑到巡查区地图存在色彩差异。 2. 人机要求 （1）参赛队使用无人机时应遵守中国民用航空局的相关管理规定。 （2）无人机最大轴间距不大于 45cm。 （3）无人机桨叶必须全防护，否则不予测试。 3. 测试要求与说明 （1）调试及测试时参赛队员必须佩戴防护眼镜，戴防护手套，穿长袖长裤。 （2）测试地图由赛区统一喷绘铺设；测试时禁飞区的位置现场抽签决定；被测动物图片在赛题附图中选择，尺寸大小符合说明 1（4）项的规定，由赛区统一印刷提供。 （3）测试前抽签决定动物图片及所在位置，参赛队员将给定动物图片粘贴在指定方格内，图片方向可由参赛队员决定。 （4）机载激光笔照射在地面的光斑直径不得大于 1cm；巡查时激光笔必须垂直向下。 （5）巡查时，无人机载激光笔光斑轨迹需与规划航线相同；偏离或遗漏将扣分。 （6）基本要求与发挥部分一次完成；起飞后中途停止，已完成部分成绩有效。可以测试两次，取综合成绩高的一次。 （7）起飞前，无人机可手动放置到起飞区域；手动一键启动起飞，起飞后整个飞行过程中不得人为干预；若采用无人机以外的启动或急停装置，一键 启动起飞操作后必须立刻将装置交给评审人员。 （8）每次测试全过程中不得更换电池；两次测试之间允许更换电池，更换电池时间不大于 2 分钟。

一、任务 设计并制作一个非接触式控制盘。控制盘由操作面板、显示器及测控模块组成，控制盘的负载为直流风扇，组成结构如图 1 所示，其中，操作面板上的 S1、S2、S3、S4 为漫反射式光电开关，S5 为自制超声波测距模块，操作面板尺寸不大于 40cm×40cm，直流风扇的最高工作电压为 12V。 控制盘通过挥手形式完成启动/停止、正转/反转、工作电压调整、运行时间设定和组合操作功能。显示器显示设定参数、运行状态及手掌与操作面板之间的操作距离 d。风扇电压由外接电压表测量。 二、要求 1．基本要求 （1）测量操作距离 d。自制超声波测距模块 S5，测量范围为 5~30cm，要求误差绝对值不大于 1cm。 （2）风扇正（或反）转操作。由 S1 向 S2（或 S3 向 S4）挥手，风扇启动正（或反）转；再由 S2 向 S1(或 S4 向 S3)挥手，风扇停止转动。要求操作过程中显示风扇转向和启动/停止状态。 （3）风扇电压调整。在风扇正（或反）转运行时，由 S4 向 S2（或 S3 向 S1）挥手，风扇工作电压在 3~10V 范围内上升（或下降），从而实现风扇调速。 2．发挥部分 （1）设定运行时间 t。d 在 5~20cm 范围内，由 S3 向 S2 挥手设定 t，范围为15~30s，d 与 t 的关系如图 2 所示，显示器显示 t 和 d。运行开始指示灯点亮，运行中显示 t 倒计时，运行结束指示灯熄灭。要求 t 与实际运行时间的误差绝对值不大于 1s。 （2）设定工作电压 UD。d 在 5~20cm 范围内，由 S4 向 S1 挥手设定 UD，范围为 3.0~10.5V，d 与 UD的关系如图 3 所示，显示器显示 UD 和 d。要求 UD与风扇电压 UM的误差绝对值不大于 0.1V。 （3）组合操作模式。以非接触控制形式开始组合操作模式设置。编排一组风扇动作并存储，至少存储 8 个动作，之后以非接触控制形式结束设置并启动组合操作运行，设置步骤及存储动作参考表 1。要求 t 与实际运行时间的误差绝对值不大于 1s，UD与 UM的误差绝对值不大于 0.1V。 （4）其他。 三、说明 （1）显示的风扇转速与风扇电压 UM变化对应即可，不要求精确转速值。 （2）基本要求（1）允许超声波收、发探头选择成品，其余电路自制。 （3）基本要求（2）只观察 UM的变化趋势，不考核变化量值。 （4）发挥部分（3）组合操作模式设置步骤示例参考表 1。

一、任务 设计并制作超声信标定位系统。系统由声源信标装置（简称信标）和定位装置两部分构成。测试场地是平整地面上一个圆心角90°、半径300cm的扇形区域，信标放置在图 1 中的扇环区域，外圆半径 300cm，内圆半径 150cm。定位装置放置在圆心 O 点周围，通过接收和分析处理来自信标的超声信号，确定信标所在位置。 二、要求 1．基本要求 在扇环区域中按如下规则划分出 36 个区段：以扇形一条边为基准，以圆心角 15°分隔成 6 个“区”，分别以字母 A、B、C、D、E 和 F 标示；距离圆心 O 点150cm 开始，沿半径距离方向每 15cm 分隔成 6 个“段”，分别以数字 1、2、3、4、5 和 6 标示。用“字母与数字”编号每个区段，例如 A5、E3 等。 （1）信标。使用电池供电，可朝圆心 O 方向发射超声波，频率自定，但不得有接收功能和自主运动机构。用 LED 指示其发声状态，信标在地面的垂直投影(长和宽)均不超过10cm。要求在圆心O附近能接收到信标发射的超声波信号。 （2）定位装置。允许拥有多个仅有接收功能的超声波探头，可以有自主运动机构。探头及相应电路、支架等构成一个整体装置，限定在以 O 为圆心、直径为 80cm 的圆柱形空间内，不得出界（外接供电线除外）。装置设有“一键启动”、蜂鸣器鸣响和结果显示等功能。 （3）定位测试。放置信标在指定的区段内（信标发声点垂直投影对准该区段形心）。定位装置一键启动后，自动探测信标位置，在 20s 内完成一次测量，蜂鸣器鸣响 1s 后显示出信标所在区段编号。若信标处于未发声状态，则显示区段编号 00。 2．发挥部分 在完成基本要求基础上，将扇环区域进一步按如下规则划分出 48 个扩展区段：以扇形一条边为基准，以圆心角 7.5分隔成 12 个“区”，分别以字母 H、I、J、K、L、M、N、P、Q、R、S 和 T 标示；沿半径距离方向再扩展出 4 个“段”，分别以数字 7、8、9 和 10 标示。用“字母与数字”编号每个区段。 （1）扩展测距范围和提高定向精度。放置信标在指定的扩展区段内，完成5 次定位测试。 （2）提高测量速度。完成发挥部分（1）的定位测试时，每次测量时间不超过 10s。 （3）其他。 三、说明 （1）信标仅允许使用一个超声波发射器件，构成“点”声源，除电源开关外无可操作按键。信标由支架支撑，高度自定。以超声波器件发射点在地面的垂直投影作为其定位参考点。 （2）定位装置只能被动利用信标发射的超声波信号，不得有超声波主动发射功能，更不得使用其他定位检测手段。定位装置与信标之间严禁任何形式的其他通信手段。违规作品不进行测试。 （3）全部装置应适应各类室内环境，可以抵抗回声、正常环境噪音、微风等因素的干扰。 （4）评测时需多次改变信标位置。发挥部分评测前，允许对定位装置再调校一次，时间不超过 120s。 （5）每次放置好信标位置后，“一键启动”后开始计时，至蜂鸣器鸣响结束停止计时。测量开始后，不得再对定位装置进行调校和重启等人工干预，否则本次测量计 0 分。 （6）定位测试时，每次测量时间最长为 20s，20s 之后运动机构仍动作、未给出测量结果或显示读数仍变化的本次测量计 0 分。

一、 任务 制作一辆自动避障小车，从测试场地边墙入口 A 驶入，按具体任务要求绕过场地内的圆柱障碍，在规定时间内从出口 C 驶出。测试场地如图 1 所示，为边长 2 米的正方形，四周有边墙围挡，两侧有入口 A 和出口 C，4 个白色、5 个黑色圆柱用圆柱座固定在场地上作为障碍物。 二、 要求 小车在场地中行驶不应触碰圆柱，可触碰但不可跨越场地边墙。 1. 基本要求 圆柱排列如图 1 所示。小车放置在准备区。 （1）一键启动小车并开始计时，小车从 A 口进入，任选路径，10s 内车身完全从 C 口驶出。 （2）一键启动小车并开始计时，小车从 A 口进入，左右变向蛇行绕过第 2行各圆柱，行驶轨迹参见说明（6），10s 内车身完全从 C 口驶出。 （3）一键启动小车并开始计时，小车从 A 口进入，分别绕任意两个不同颜色的圆柱各转行 1 圈（方向不限），10s 内车身完全从 C 口驶出。 2. 发挥部分 小车每次从入口到出口穿越过程中还必须满足：不从两个黑柱间穿过，沿边墙墙角转弯不超过 1 次。 （1）小车放置在准备区，在图 1 的基础上按指令将第 1 行第 3 列处的黑柱与任一白柱互换位置，一键启动小车并开始计时，从 A 口进入，计时至车身完全从 C 口驶出，用时越少越好。 （2）小车放置在准备区，按指令随机排列圆柱，一键启动探测圆柱，在 30s内完成探测、穿过出发线进入 A 口，10s 内车身应完全从 C 口驶出。 （3）其他。 三、 说明 （1）测试时场地、边墙及圆柱座由赛区提供。场地用长 300cm 宽 210cm 的哑光喷绘布制作，背景色为灰色（R：170 G：170 B：170），喷绘出图 1 中圆柱位置（直径 2.5cm 黑色圆圈）、黄色边墙位置、黑色出发线和黑色虚线，其线宽分别为 0.2cm、1cm、2cm 和 0.2cm。障碍圆柱用直径 2cm 白色 PVC 电工穿线管制作，长度 20±1cm。白柱采用 PVC 原色，黑柱表面涂哑光黑色。圆柱座采用白色“直接套管”（PVC 管标准配件，长度 4~5cm）。在喷绘布上圆柱位置开孔，将圆柱座用热熔胶粘接固定在地面上。场地边墙高 3±0.5cm，用木板制作，表面黄色，用热熔胶固定。测试时参赛队必须自带圆柱，插入赛区准备好的圆柱座。圆柱和圆柱座、场地及周边不得有任何其他标志和传感器。 （2）所有传感器及控制电路均安装在小车上，小车尺寸在任何状态均必须满足（含所有传感器和控制电路）：长≤35cm、宽≤25cm、高≤35cm。测试中小车与外部不得有任何通信交互。 （3）小车上只有 1 个“启动按键”，设置好测试项目后可用其一键启动小车。 （4）发挥部分（2），小车一键启动后在 30s 探测时间内可在准备区中任意移动。 （5）完成各项穿越要求的用时不得超过 20s，否则视作失败，该项计 0 分。K - 3 / 3 （6）蛇行轨迹示意如图：或。 （7）所有测试项目只能测试一次。