第五届全国大学生光电设计竞赛4个备选题目

自动驾驶智能小车赛题

A-1

竞赛说明：

设计一辆具有光电导航功能的智能车，能够沿着由道路两侧信号灯所引导的路线行驶，通过若干信号灯后，在行进方向以右侧方停车方式入库。以完成行驶所用时间排列名次，并折算为竞赛得分。

小车使用电池驱动，长度不大于0.5m，宽度不大于0.3m，高度不限。小车应使用光电技术判断信号灯状态和道路情况，行进中除裁判允许外不得有人工介入。

竞赛规则：

竞赛场地如下图所示，具体行驶线路将由裁判现场临时决定。沿行驶路线，每隔1-3米在道路左右两侧各设置一个信号灯，每

个信号灯在点亮时可发出红光或绿光。智能小车通过光电方法识别信号灯点亮状态，并沿信号灯所引导的路径行驶。从出发线发

车，当道路两侧的信号灯同为红灯亮起时，车须停在信号灯处的虚线前，绿灯同时亮时可越过虚线前行。两侧红灯同时点亮之前，左右两侧的红灯和绿灯交替点亮，这时，车辆已接近虚线时仍可继续行驶穿过虚线。遇到人行横道线时，车辆须在标志线前停1秒钟后方可越过标志线。左（右）红灯、右（左）绿灯时须右（左）转90度前行。车道中遇有障碍物能够主动避让。

行进过程中，如有违反信号灯指示或发生碰撞事故，将被判罚加时，判罚时间计入比赛用时。

注：场地颜色、信号灯高度、点亮时间、发光强度等将在竞赛细

则中给出。

斑马线

赛场示意图

小车

自动避障示意图

基于光电目标识别的空投救援无人飞行器

赛题A-2

竞赛说明：

设计一架基于光电目标识别的空投救援用无人飞行器。可实现利用光电技术自主寻找空投目标，并将模拟为救援物资的乒乓球空投到接收筐中，按照在指定时间内正确空投物资的数量确定竞赛成绩。

竞赛规则：

比赛场地为半个羽毛球场，如下图所示。要求设计一架基于光电目标识别的飞行器，携带模拟救援物资的乒乓球，从短发球线外的中间区域出发，将乒乓球空投到放置在双打长发球线和底线之间目标区域内、口径约25厘米的目标筐中。目标筐有红、绿、蓝三种颜色，由裁判在目标区内随机放置，每次飞机起飞时重新调整位置。乒乓球投入红、绿、蓝三个接收筐中的得分分别为10分、7分和5分。每次飞行限投一个乒乓球，以指定比赛时间内，投入筐中乒乓球合计所得分数之和确定比赛成绩。

注：其他技术细节将在竞赛细则中给出。

网栏 目标框 6100 双打长发球线1000

底线短发球线 网 起飞区

40 720 40 3 880 40 1980 mm 单位 ： 单透镜构建的最佳成像系统

赛题 B-1

竞赛说明：

使用给定的双凸透镜及 CMOS 图像传感器，运用光电及图像处 理技术构建 佳成像系统。

竞赛规则：

使用焦距为 10—25mm 的单个双凸透镜和指定型号的 CMOS 摄像头对 ISO12233 标准测试卡成像。光路中可添加除透镜外的任何其他光学元件。测试卡分为左右两部分，距离摄像头的物距前后相差 30cm，形成一定景深。测试卡到摄像头的距离在 1—3m 之间，赛前由各队共同抽签决定。各队将所获得的图像保存为通用的数字图像文件，裁判组将基于竞赛细则中所公布的像质评价算法和目视主观评价，分别给出各队成像结果的客观分和主观分，三个裁判的平均分为各队的竞赛得分。

注：其他技术细节将在竞赛细则中给出。

ISO12233标准图像测试卡

多透镜组合成像系统

赛题 B-2

竞赛说明：

组委会给定12种参数已知的正、负透镜。在比赛现场，由各队从12种透镜中抽签确定3种透镜，两个正透镜和一个负透镜。将这三个透镜与指定型号的 CMOS 图像传感器相结合，利用光学及图像处理知识构建佳成像系统。

竞赛规则：

使用由抽签确定的3种透镜，通过优化参数与指定型号的 CMOS 摄像头组合构成成像系统，对 ISO12233 标准测试卡成像。所构建的系统可使用少于3片透镜，光路中可添加除透镜之外的任何其他光学元件。目标测试卡分为左右两部分，距离摄像头的距离前后相差50cm，构成一定景深。测试卡到摄像头的平均距离为 2m。各队将所获得的图像保存为通用的数字图像文件，裁判组将基于竞赛细则中公布的像质评价算法和目视主观评价，为各队的成像结果给出客观分和主观分，三个裁判的平均分为各队的竞赛得分。

注：其他技术细节将在竞赛细则中给出。

ISO12233标准图像测试卡