大赛介绍

“清华大学国强研究院杯”第二届建筑机器人技术创新赛——清华学子专场是 “清华大学国强研究院杯”赛事创新发展衍生出的系列赛事之一，是第四届“清华大学国强研究院杯”赛事的重要组成部分。
该专场赛事面向清华在校学生群体，围绕建筑机器人的技术发展和应用方向，以发现创新技术和团队，打通人才培养关键环节，激发学生创新创业创造动能，促进高校创新成果转化应用，服务国家创新发展为办赛宗旨，助力清华大学和博智林公司成为世界一流的人工智能和机器人科技研发和产业集聚高地。

大赛设置“复杂建筑环境下移动机器人多传感器融合航位推算”、“机器人施工与调度功效预测设计”和“机器人建筑场景底盘路径规划”三个命题，参赛选手需根据命题完成算法设计，并通过赛事系统平台提交，系统将根据评分标准自动评判，最终结合三个命题方案答辩进行评选。

赛题背景

建筑机器人施工的调度策略因场景的特殊性而有别于一般调度系统。受制于狭窄场景、弱网环境、随机障碍等因素，要做到尽可能高效及低成本的施工需求，需要考虑设计一套预测及预演练的模型，用于解决在建筑场景下的最优调度策略与最低施工成本两个维度问题。

针对这两个问题，本赛题将以“机器人施工与调度功效预测设计”为题目，探索机器人在建筑环境下，施工效率与成本管控最优方案。

该赛题参赛团队中，必须包含至少1名清华大学在校本科生、硕士生、博士生等全日制学生，否则成绩无效。如其有意向参赛，可邀请清华大学好友共同组队。

参赛流程

参赛一共包含四个流程：
▪ 资格审核：由参赛团队中的清华大学全日制在校生在大赛官网 国强杯官网 注册登录，并按照流程提交《报名表》进行资格审核，资格审核通过后将收到竞赛平台对应的赛题链接和访问验证码；
▪ 赛题报名：通过赛题链接和访问验证码进入赛题详情页进行赛题报名，报名时需使用官方竞赛平台【DataFountain】账号进行登录，如未注册可在报名时按照提示进行注册；
▪ 组队操作：报名后默认成立一支队伍，自己为队长，各队伍之间可在赛题页面【参赛队伍】中进行组队操作，每队最多5人；
▪ 作品提交：参赛队伍可在赛题页面【作品提交】栏进行作品提交，团队所有成员都可代表本队提交作品。

赛题任务

本赛题，只考虑同一楼层下，多台机器人施工的调度场景，不包含跨楼层楼栋等情况。
已知参与的设备有三种类型，一为施工机器人，二为运料机器人，三为加工设备。
施工机器人负责在指定房间进行模拟施工，当施工物料消耗完时，需要通知运料机器人将过来进行补料后方可继续施工。
运料机器人需先前往加工设备所在位置获取物料后方可前往施工机器人处。本题目探讨的几个关键要素：
1、考虑到不同地图场景下，路程长远有别，运料机器人的待机位置选择、施工机器人与运料机器人的对接位置选择、加工设备的位置选择、施工机器人触发请求补料的时机（阈值）设定，这些都直接影响施工效率。
2、运料机器人在本身尚有余料的情况下，先去补料还是先去上料。
3、在没有网络的情况下，基于已知的施工耗材速度，提前生成路径规划的同时，如何不依赖交通管制，有效规避机器人间的路径资源冲突。
4、最后，已知运料机器人与施工机器人每小时的运行成本下，需要投入多少台机器人进行全楼层施工可以达到一个效率与成本的平衡点。允许最少0台运料机器人参与运输，则此种情况下，需要调度施工机器人前往材料加工点。

本赛题不限任何方法进行实现，但最终输出需在我方提供的模拟器下跑完全流程后，依据最终参与的机器人数量、耗时来计算施工功效，以最高功效结果为最终胜负判断。

已知：
1、运料机器人料桶为120L，运行时移动速度是0.5m/s，旋转速度为0.5rad/s，给施工机器人补料时，加料速度为15L/min，使用成本为0.5元/台/min。
2、施工机器人料桶为60L，运行时移动速度是0.3m/s，旋转速度为0.3rad/s，作业时物料消耗速度为2L/min，使用成本为1.5元/台/min。
3、加工设备默认一直有物料，取料时排料速度为20L/min,使用成本为0.6元/台/min，使用时长等于施工持续时长。
4、施工机器人只需要位于给定房间对应的施工点且有物料时则表示开始施工，最终基于机器人耗材速度换算出房间施工所需时间，即施工机器人需要在带料前提下，在施工点待够施工所需时间即为完成该房间施工。值得注意的是，当运料机器人进入施工机器人所在房间时，评测程序会判断施工机器人停止施工。
5、加工设备不可移动，一旦初始化后，其位置即为取料点，其后方520mm处2500mmx800mm默认为加工区域，不可通行，运料机器人缺料时需先到取料点获取物料。

输入：
给定一层楼的施工场地（一张pgm灰度地图，用于路径规划），包含m个房间，每个房间至少包含1个施工点坐标(x,y,yaw)以及房间面积X㎡,物料需求量为$\sqrt[2]{x} \times 12 \times 1.2 L$。
所有设备尺寸固定为长953mm、宽750mm。机器人需包含一个正前方设定（短边为前后，长边为两侧）。运料机器人的加料管和施工机器人补料口均在正后方，即两台机器人是背靠背对接上料。

输出：
1、总投入设备量（含施工机器人数量、运料机器人数量、加工设备数量）
2、各设备起点坐标、待机坐标、加料坐标（每房间一对或固定位置都可以，包含施工机器人补料点和运料机器人上料点）
3、全流程路径规划。过程中不可发生碰撞。

赛程赛制

2023/06/20-07/22，资格审核阶段

• 2023/06/20，大赛官网（国强杯）开放资格审核通道；
• 2023/07/22（23:59:59），资格审核通道关闭，报名截止。

2023/06/20-08/15，初赛阶段

• 2023/06/20，大赛竞赛平台发布初赛赛题数据，通过资格审核的选手可进入赛题详情页下载数据集，同步开启初赛作品提交。
• 选手可在线提交作品文件至竞赛平台，每日每队最多可提交3次，测评系统将自动评测得分并同步更新至排行榜。
• 排行榜上将记录选手的最高成绩，相关团队必须自行保存最高成绩作品的源代码以备审核；
• 2023/08/03（12:00:00），大赛官网竞赛平台截止报名组队及团队名称修改；
• 2023/08/06（23:59:59），截止初赛作品提交。经评审组审核后，每道赛题遴选决出3支团队入围决赛；
• 2023/08/07（00:00:00）起，开启复现审核。

2023年8月底-9月初，决赛阶段

• 线下集训2-3天：入围决赛的团队在博智林专家指导下对作品进行再次优化；
• 线下决赛&颁奖典礼：入围决赛的各团队须于正式答辩前一天在官方竞赛平台进行最后一轮作品提交，系统进行自动测评。
• 答辩当天各参赛团队在现场结合线上成绩做方案答辩及决赛评审，评审成绩由决赛线上成绩及答辩评审成绩组成，按照最终成绩进行排名并颁奖。

大赛时间安排以具体通知为准

大赛激励

• 奖金设置

奖项	奖项说明	数量（每个赛题）	奖金（每支团队/税前）
金奖	决赛第1名	1支团队	50000元
银奖	决赛第2名	1支团队	20000元
铜奖	决赛第3名	1支团队	10000元
入围奖	初赛第4-13名	10支团队	3000元
伯乐奖	金银铜奖团队的指导老师	3个	2000元

• 配套政策
1、获金、银、铜奖团队将优先晋级第四届“清华大学国强研究院杯”全球双创大赛正式赛决赛
2、获奖团队成员将获得进入博智林公司实习或工作的机会
3、获奖团队将获得媒体宣传、个人专访宣传机会

参赛规则

报名组队

参赛人群：团队成员需为清华大学在校本科生、硕士生、博士生等全日制学生，不限年级、专业。也可由清华学生担任团队负责人，邀约其他高校在校全日制学生共同组队；
报名要求：参赛选手可报名不同赛道多个赛题，但在同一赛题中仅能报名参加一支团队。报名时所有团队成员需提供个人基本信息，并进行实名认证；参赛选手应当保证身份信息的真实性。大赛组委会承诺其中涉及个人隐私的内容予以保密；
组队要求：所有报名参加同一赛题的参赛者，可进行组队操作。所有参赛选手应在截止日期前自行完成组队，每队1-5人，不可重复组队。并以团队身份提交各阶段的作品材料，一旦进入团队，不可退出队伍；
队长责任制：各团队队长作为团队的负责人，需自行进行团队内部分工和协调，并承担与大赛组委会对接沟通（包括但不限于晋级入围、团队信息收集、作品审核、线下活动、奖金发放等）的责任；
回避原则：大赛出题的人员及所在部门人员禁止参与所出具的赛题（可参与其他赛题），直接参与大赛策划、组织、技术服务的工作人员等相关人士禁止参赛，禁止委托他人参赛或违规指导参赛团队。

作品要求

作品原创：参赛作品必须保证原创性，不违反任何中华人民共和国有关法律法规，不侵犯任何第三方知识产权或其他权利，一经发现或经权利人提出并查证，大赛组委会将取消其比赛资格和成绩并进行严肃处理；
作品知识产权：参赛作品（包含但不限于算法、模型、方案等）知识产权归出题单位、参赛者、官方竞赛平台三方共享，大赛组织单位拥有对参赛作品组织投资对接和产品孵化服务的优先权利；大赛组织方及竞赛平台均有权利将参赛作品、比赛信息、参赛团队信息用于宣传品、相关出版物、制定及授权媒体发布、官方网站浏览及下载、展览（含巡展）等活动项目；
竞赛数据说明：组委会授权参赛人员使用提供的数据进行指定比赛的模型训练工作，参赛人员不得将数据用于任何商业用途。若做科研使用，请注明数据来源于相关数据提供单位；
作品合规性：参赛团队需保证提交作品的合规性，若出现下列或其他重大违规的情况，经大赛组委会合议后，取消参赛团队的参赛资格和成绩，获奖团队名单依次顺延。重大违规情况如下：1）使用小号、串通、剽窃他人代码等涉嫌违规、作弊行为；2）不经允许使用外部数据；3）团队提交的材料内容不完整，或提交任何虚假信息；4）参赛团队无法就作品疑议进行足够信服的解释说明；5）提交的作品包含不健康、淫秽、色情或诽谤任何第三方的内容等其他重大违规行为。

评审规则

评审条件：所有符合资格的参赛团队在初赛截止日期前所提交的作品均会纳入评审。大赛组委会不对任何因电脑、互联网、移动网络故障而造成的参赛作品损坏、缺失、提交延时等后果承担责任；
公平竞技：参赛团队禁止在指定考核技术能力的范围外，利用规则漏洞或技术漏洞等不良途径提高成绩与排名，禁止在比赛中抄袭他人作品、交换答案、使用多个小号，一经发现将取消比赛成绩并严肃处理；
评审方向：大赛组委会将组织评审专家对作品进行评审，包括但不限于作品的成熟度、先进性、创新性、实用性、普适性、社会效益、商业价值等因素；
作品复现及验证：参赛选手需要配合大赛组委会对比赛作品的有效性与真实性进行验证，同时自行检查提交作品的正确性，确认无误后再进行提交，大赛组委会不负责对比赛作品进行更改和调整；
评审结果确认：大赛专家委员会对作品的评审结果一旦给出则为最终结果，不另对评审结果给出反馈意见。

通知和获奖

选手通知：大赛组委会将通过参赛团队预留的联系方式邀请参赛团队参与大赛各项活动，若参赛团队在相关通知发出后3日内未答复，则视为自动放弃相应机会，主办方有权顺位递补其他参赛团队；
奖金纳税：所有获奖的参赛团队将得到相应比赛奖金（奖金以人民币计算）或配套基金，奖金个人所得税或其他形式税费将由获奖者承担，由大赛组委会代缴；
奖金分配：获奖团队的奖金统一发放给团队队长，团队队长应自行负责在其成员之间分配和分发奖金与奖品，主办方对此将不承担任何责任。

组织方权利

大赛组委会保留拒绝某人、某团队参赛或提交作品的权利；
大赛组委会拥有对比赛违规、作弊行为的判定权利和处置权利，对影响比赛组织及比赛公平性的参赛团队，大赛组委会保留收回或拒绝授予其奖项、奖金的权利；
若因故出现数据更新、评审代码更新、作弊检查等原因，大赛组委会有权对参赛结果进行重新测评并更新排行榜；
大赛组委会保留修改比赛各环节时间，包括但不限于作品提交截止日期、线上线下活动日期以及路演、颁奖典礼日期的权利；
大赛组委会保留调整比赛各阶段入围团队数量的权利，调整奖项设置及奖金数额的权利，收回或拒绝授予某个特定参赛团队奖项、奖金的权利；
大赛组委会保留对比赛规则进行调整修改的权利，大赛主办方拥有对大赛的最终解释权。

组织结构

• 主办单位
清华大学国强研究院

• 承办单位
清华大学人工智能研究院
广东省国强公益基金会
广东博智林机器人有限公司
力合科创集团有限公司

• 支持单位
共青团清华大学委员会
清华校友总会
深圳清华大学研究院
清华大学技术转移研究院
清华大学电子工程系
清华大学航空航天学院
清华大学探臻科技杂志
碧桂园大健康事业群
碧桂园创投

• 竞赛平台
DataFountain

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