[发明专利]用于智能汽车竞赛信标组的自动化裁判系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及科技竞赛领域，尤其涉及一种应用于智能汽车竞赛中的自动化裁判系统及方法。

背景技术

国内每年一度广泛开展的大学生智能汽车竞赛是由国家教育部委托高等学校自动化专业教学委员会举办的面向大学生的具有探索性的工程实践活动。第十一届大学生智能汽车竞赛(2015)首次引入了信标组的竞赛内容。信标组不再设指定宽的赛道，而是在竞赛场地内设置若干信标来发送闪烁的红光和调制的红外光，车模在信标的导引下做定向运动。信标采用半球全向灯座，内部安装有红色和红外发光二极管阵列。该赛题组要求比赛系统能够自动判断车模是否接近信标并控制信标依次点亮。该赛题组赋予了竞赛更大的自由空间和挑战难度。

竞赛规则要求每辆车模在其四周布置四颗永磁铁，距离地面不超过2厘米。

该赛题组的竞赛任务是：参赛选手制作的车模开始位于发车区域内，此时所有的信标都是熄灭状态，开始竞赛后竞赛系统自动点亮第一个信标，点亮的信标会以10Hz的频率发送红光和调制的红外光，此时参赛选手的车模能够识别信标的方位并且做定向运动靠近信标。当车模上安放的磁铁进入信标附近的感应线圈后，竞赛系统会自动切换点亮下一个信标，车模前往第二个点亮的信标，此过程将会进行10次左右，最终竞赛时间是从当第一个信标点亮开始计时，到最后一次信标熄灭为止，由竞赛系统进行计时。

参赛选手参赛前除了需要制作能够进行信标追踪的车模外还需要制作信标帮助调试。通常方法是按照竞赛要求制作几个简易的信标，该信标需要手动设置信标地址，因此信标的数量是固定的，无法灵活设置信标的数量。这种方法虽然基本满足竞赛要求，但是效率不高，而且无法完全模拟竞赛过程。

为了实现信标按照比赛顺序依次点亮，需要确定每个信标的地址，现有技术中，通常采用独立设置信标地址的方式，比较麻烦。

因此亟需开发一种既能满足竞赛要求，又能大大提高车模调试效率的竞赛系统。

由于上述原因，本发明人出一种自动化裁判系统，该系统不仅满足竞赛要求，还省去了独立设置信标地址的麻烦，信标数量灵活，而且布线方便简单。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种自动化裁判系统，该系统应用了电磁感应原理，通过测量检测线圈内部磁通量的变化来检测车模是否接近信标，并且设计了特殊的信标枚举过程使得信标能够自动分配地址。通过测试验证了该系统不仅满足竞赛要求，还能够适应不同的场合。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

(1)、一种用于智能汽车竞赛信标组的自动化裁判系统，其特征在于，该系统包括总线接口模块01、信标模块02和总线，

其中，总线接口模块01用于检测信标模块02的工作状态和发送命令至信标模块02，和/或

信标模块02用于发射红光和红外光信号，还用于检测车模是否接近所述信标模块02，和/或

总线包括电源线、地线、命令线和反馈线。

(2)、根据(1)所述的自动化裁判系统，其特征在于，所述总线接口模块01与所述信标模块02通过总线相连，和/或

所述信标模块02串联在所述总线上，和/或

所述信标模块02自动设置其地址，和/或

所述信标模块02的地址按照距离总线接口模块01由近至远的顺序依次递增。

(3)、根据(1)或(2)所述的自动化裁判系统，其特征在于，总线接口模块01包括电源模块011、USB接口模块012、液晶显示模块013、按键模块014和总线接口模块01的第一端口，和/或

信标模块02包括控制模块021和LED阵列模块022，

其中，USB接口模块012用于与计算机连接，

液晶显示模块013用于显示操作界面，

按键模块014用于对所述自动化裁判系统进行手工操作，

总线接口模块01的第一端口用于与信标模块(02)连接，

控制模块021用于采集和处理检测线圈发出的电磁感应信号，还用于执行总线接口模块01发送的控制命令，

LED阵列模块022用于发射红光和红外光信号，

优选地，该系统包括两种工作模式：手工工作模式和联机工作模式。

(4)、根据(1)至(3)之一所述的自动化裁判系统，其特征在于，控制模块021包括信标模块02第一端口、信标模块02第二端口、电磁感应信号调理电路和检测线圈，

其中，电磁感应信号调理电路用于采集和处理检测线圈发出的电磁感应信号，