产业赛赛事规则及要求

1. 赛事背景

为推进海洋强国战略实施和现代渔业科技创新,驱动我国渔业产业转型升级与持续发展,国家启动实施“蓝色粮仓科技创新”重点专项,强化海洋渔业的装备能力提升和产业空间拓展,近海以引领现代化海洋牧场发展为主线,深远海以提升智能装备技术水平为突破点,远洋以提高精准捕捞和一体化加工能力为抓手,推动海洋渔业产业迈上新台阶,增加优质蛋白有效供给。为响应国家蓝色粮仓战略,在南海领域区域,将打造南海智能化设施养殖与综合利用模式示范区、远洋渔业新资源开发与综合加工模式示范区。

深海网箱养殖作为“蓝色粮仓”未来拓展空间的战略选择之一,是一种高投入、高风险、高收入的养殖方式。深海网箱养殖作为一种先进海水养殖方式,标志着中国的海水养殖向集约化方向发展。

然而由于深海网箱长期浸没在海水中,易受海洋污损生物的侵害,网箱养殖海域海水里的浮游生物较多,特别是温暖夏季,网箱的网衣更容易滋生附着物(主要有海星、藤壶、筒螅、牡蛎、浒苔等),且生长繁殖的速度很快,网衣网眼即被污损生物完全堵塞,影响网箱内外水体的交换,导致网箱内水体溶氧量和水质下降,进而熬成养殖鱼体的生长率和成活率下降。目前大多使用人力或者机械操作进行网箱更换,或者潜入水下使用清理冲洗,清理劳动强度大,操作难度高,人身安全性差,特别是随着养殖网箱体积与规模越来越大,养殖网箱向深水深海推进,此问题更加突出。如何通过智能装备对网箱的维护和修理提高效率和降低成本是当前的深海养殖的主要研究方向。

2. 产业化赛道目标

水下机器人(ROV)作为水下可操作的机器设备,一般都会搭载有摄像头,可应用于水下实时远程监控,同时可通过改变自身浮力搭载吸鱼机、机械手等附件设备进行网衣清理、网衣修补、海星收集、死鱼及残饵收集、分鱼收鱼、水下设备安装维护等相关工作。相比传统人工维护具有巨大优势,未来将更广泛的用于深海养殖,运维海洋牧场 。

产业化赛道围绕运维深海养殖过程中,水下机器人所进行的日常作业来展开,通过人机协同以及ROV自主智能巡检和识别功能满足深海网箱养殖工作的要求,大大提高清理工作效率和安全性,目的是为了让养殖状况更安全,让ROV的水下整个操作方便安全可靠,为打造蓝色粮仓的战略目标保驾护航。

3. 竞赛项目

本次产业赛为单航行器水下比赛,比赛载体为遥控水下航行器(ROV)。比赛设置水下网箱清洗、网箱巡查及修补、海星抓捕等三个赛项。


4. 参赛航行器要求

4.1. 参赛单体航行器要求

1)ROV遥控水下机器人重量要求:重量不超过100kg(脐带缆重量不计算在内);

2)机器人尺寸:长<1500mm 宽<1000mm 高<1000mm,在机械手收缩的状态下,机器人要能放置入2m×1m×1m的箱子中。

3)各参赛队需在机器人上做出明显标示,比赛前裁判需对各参赛队机器人进行拍照。不同参赛队之间不得共用同一台机器人,同一所学校的不同参赛队也不可共用同一台机器人。若发现参赛队使用同一台机器人,所涉及的两个参赛队均按照违规处理。

4.2. 能源要求

ROV机器人可选择岸上供电或自带电池,岸上供电电源ACV220V\2000W,控制箱连接ROV脐带缆必须采用直流供电,电压DCV<300V并且必须安装漏电保护开关,参赛队自备充电器以及转接接口设备、备用电池等。

4.3. 安全性要求

参赛队对参赛航行器自身安全负责,并满足如下要求:

1)参赛的ROV机器人必须具有正浮力,无控制时保持在水面漂浮;

2)自供电ROV必须设有紧急停止开关,突发情况可停止ROV动力系统。

3) ROV机器人须设有起吊点或握点,比赛时用于布放和回收

4) 参赛航行器的推进器应装备防护罩,避免安全隐患。

4.4. 赛场人数要求

比赛过程中,每个参赛队控制器操作:人数最多2名;脐带操作人员:人数最多2名。

5. 赛前提供信息清单

1)赛区水池数量、尺寸及放置位置

2)赛区水深范围、水下能见度

3)水底目标物(水草、破洞、金属网、海星)的类型、尺寸、形状、数量,目标物布局位置不提供。

6. 比赛规则

6.1. 性能测试

参赛前,参赛航行器可在检录浮桥附近的比赛区域,如图 1 所示A、B两个长7米、宽6米、深2米的水池,开展赛前适配性训练。各赛队仅提供一次适配性训练机会,训练顺序按照抽签结果进行排序,时长约30分钟。

1 产业赛水域示意图

6.2. 赛前准备工作

(1)抽签1:比赛水池选择,有尺寸完全一样的A、B两个水池,赛题道具布置一致。

(2)预赛抽签2:预赛顺序及对手选择,分别有两个1-5号码球,比赛顺序按照号码从小到大1-5进行比赛,比赛对手为同样号码球参赛队。

(3)决赛抽签3:决赛顺序及对手选择,分别有两个1、2号码球,比赛顺序按照号码从小到大1-2进行比赛,比赛对手为同样号码球参赛队。

6.3. 赛项介绍

比赛设置水下网箱清洗、网箱巡查及修补、海星抓捕三个赛题,每个赛题比赛时间总长10分钟。A、B两只赛队同时进行比赛,每获胜一个赛题得1分,率先得2分着获得比赛胜利。比赛总成绩按照完成三个赛题总时间的长短进行排序。

6.4. ROV正浮力验证

时间限制30秒,功能得分50分。

ROV必须具有正浮力要求,沉入水底后,不进行任何操作和动作,30秒能够依靠自身浮力升至水面的得50分,否则不得分。

6.5. 赛项1:网箱清洗

6.5.1. 情景设定

如图2所示在A、B两个长7米x宽6米,水深2米的水池内,布置一块长5米x高2米的网衣,网衣离水池两侧各间隔1米,ROV可任意通过绕到网衣另一侧,网衣底部有重2公斤以上的金属杆,以保证网衣不随意飘动。网衣正反面上随机位置悬挂10处水草,水草随机长度10-20cm不等,水草头部有重200g的135°的金属斜弯钩挂在网衣上,网衣正中间下方放置一个长50cmx宽50cmx高40cm的回收金属框。两个水池布置保持一致。

2网箱清洗布置

6.5.2. 基本流程

两个赛队ROV经水面布放,待现场裁判下达“开始”口令后同时从出发点出发时开始计时,赛队选手通过控制ROV及机械手清理网衣上悬挂的水草,并放置回收金属框内。ROV赛队有任意一支在规定时间内提前找出并清除所有水草立即向裁判组示意,比赛结束,记录当前时间;或规定时间已到,比赛结束,停止操作,裁判组进行结果评定。比赛时间为10分钟,赛项结束。

6.5.3. 评分规则

(1)比赛采用时间淘汰制,规定(10分钟)时间内,率先成功完成比赛的得1分,另一只队伍不得分。无效水草(只清理水草未放入回收筐内包括挂在框边)不得分,清理水草到放入回收框过程中若水草掉落,可以重新捡回并放入回收框内;如中间有任何犯规举动的不得分,对方得1分。

(2)规定(10分钟)时间内双方均为完成比赛的每清理一处水草并回收得10分,无效水草(只清理水草未放入回收筐内包括挂在框边)不得分,清理水草到放入回收框过程中若水草掉落,可以重新捡回并放入回收框内;总得分高的参赛队得1分。

6.6. 赛项2:网衣巡查与修补

6.6.1. 情景设定

如图3所示在A、B两个长7米x宽6米,水深2米的水池内,布置一块长5米x高2米的网衣,网衣离水池两侧各间隔1米,ROV可任意通过绕到网衣另一侧,网衣底部有重2公斤以上的金属杆,以保证网衣不随意飘动。网衣随机有三处直径分别为10cm、20cm和30cm的破洞,破洞位置离水面、池底及网衣边缘两侧至少大于20cm,比赛水池指定位置放置三张边长分别为略大于10cm、20cm和30cm平整金属网,金属网上有两个135°的金属斜弯钩和长10cm的把手,金属网的大小有针对性地恰好覆盖网衣破洞面积。两个水池布置保持一致。

3 网衣巡查与修补布置

6.6.2. 基本流程

两个赛队ROV经水面布放,待现场裁判下达“开始”口令后同时从出发点出发时开始计时,赛队选手通过控制ROV摄像头确认网衣状态,识别网衣漏洞位置及破损程度并拍照记录,根据破洞大小去指定位置使用机械臂运输金属网,需抓取把手将金属网挂钩挂在网衣破洞上处。ROV两只赛队有任意一支在规定时间内找出并修补全部漏洞的,立即向裁判组示意,比赛结束,记录当前时间;或规定时间已到,比赛结束,停止操作,裁判组进行结果评定。比赛时间为10分钟,赛项结束。

6.6.3. 评分规则

(1)比赛采用时间淘汰制,规定(10分钟)时间内,率先成功完成比赛(识别拍照标记到所用网衣破洞数量并用金属网全部100%覆盖网衣破洞)的得1分,另一只队伍不得分。无效修补(有任意一个破洞未100%完全覆盖)不得分;如中间有任何犯规举动的不得分,对方得1分。

(2)规定(10分钟)时间内双方均未完成比赛的以ROV识别到的网衣破洞数量及金属网覆盖网衣破洞的程度评分,每识别到一个破洞位置并拍照标记得10分,最多30分。修补网衣漏洞评分规则如下:

a)网衣破损位置被完全覆盖:40分;

b)漏出面积小于破洞50%:30分;

c)漏出面积大于破洞50%:20分;

d)完全没有覆盖破洞:0分。

本环节识别并标记网衣破损位置最高得分30分,修补网衣最高得分120分。累计分数最高得参赛队得1分。

6.7. 赛项3: 海星抓捕

6.7.1. 情景设定

如图4所示在A、B两个长7米x宽6米,水深2米的水池内,布置一块长5米x高2米的网衣,网衣离水池两侧各间隔1米,ROV可任意通过绕到网衣另一侧,网衣底部有重2公斤以上的金属杆,以保证网衣不随意飘动。在水池及网衣上随机放入海星20个,参赛队赛前只知道放置海星总数量,其中水池底部及网衣上别分放置数量未知。网衣正中间下方放置一个长50cmx宽50cmx高40cm的回收金属框。两个水池海星布置保持一致。


4 海星抓捕赛项布置

6.7.2. 基本流程

两个赛队ROV经水面布放,待现场裁判下达“开始”口令后同时从出发点出发时开始计时,赛队选手通过控制ROV及机械手抓取海星,并放置回收金属框内。ROV两只赛队有任意一支在规定时间内提前抓取并回收所有海星着立即向裁判组示意,比赛结束,记录当前时间;或规定时间已到,比赛结束,停止操作,裁判组进行结果评定。比赛时间为10分钟,赛项结束。

6.7.3. 评分规则

(1)比赛采用时间淘汰制,规定(10分钟)时间内,率先成功完成比赛的得1分,另一只队伍不得分。无效海星(只抓取到海星未放入回收筐内)不得分;抓取海星到放入回收框过程中若海星掉落,可以重新捡回并放入回收框内;如中间有任何犯规举动的不得分,对方得1分。

规定(10分钟)时间内双方均为完成比赛的,每抓取并回收一条海星得10分,无效海星(只抓取到海星未放入回收筐内)不得分,抓取海星到放入回收框过程中若海星掉落,可以重新捡回并放入回收框内;累计分数高的参赛队得1分。  

6.8. 其他说明

(1)手动进行比赛任务时,操控员看着面前显示器来控制ROV,脐带电缆操作员可站在池边调整电缆,但不得操控电缆干预机器人正常操作,每次犯规会被扣10分。机器人控制人员要背向水池,不可以直接目视或由别人提示控制机器人。

(2)任意阶段发生的卡线、机器人故障、计算机死机等所有队伍自身原因导致意外因素不停止计时。

(3)网衣采用重物拉平,以保证网衣破洞不会出现褶皱或重叠。

(4)允许多台(3台以下)ROV以集群形式参赛,但只能有一个操控员。


*大赛组委会技术委员会有权对技术规则及要求进行调整,敬请及时关注!


返回顶部