TI 杯2019年全国大学生电子设计竞赛题B-巡线机器人
巡线机器人（B题）
【本科组】
一、任务
设计一基于四旋翼飞行器的巡线机器人，能够巡检电力线路及杆塔状态 （见图 1），发现异常时拍摄存储，任务结束传送到地面显示装置上显示。巡线 机器人中心位置需安装垂直向下的激光笔，巡线期间激光笔始终工作，以标识 航迹。
二、要求
1.基本要求
（1） 巡线机器人从距 A 杆塔 1 米范围内的起飞点起飞，以 1 米定高绕杆巡 检，巡检流程为：起飞→杆塔 A→电力线缆→绕杆塔 B→电力线缆→ 杆塔 A，然后稳定降落；巡检期间，巡线机器人激光笔轨迹应落在地 面虚线框内。
（2） 从起飞到降落，巡线完成时间不得大于 150 秒，巡线时间越短越好。
（3） 发现线缆上异物(黄色凸起物)，巡线机器人须在与异物距离不超过 30cm 的范围内用声或光提示。
2.发挥部分
（1） 拍摄所发现线缆异物上的条形码图片存储到 SD 卡，巡检结束后在显 示装置上清晰显示，并能用手机识别此条形码内容。
（2） 发现并拍摄杆塔 B 上的二维码图片存储到 SD 卡，巡检结束后在显示 装置上清晰显示，并能用手机识别此二维码内容。
（3） 拍摄每张条形码、二维码图片存储的照片数不得 超过 3 张。
（4） 停机状况下，在巡线机器人某一旋翼轴下方悬挂 一质量为 100g 的配重，然后巡线机器人在图 3 所示环形圆板上自主起飞，并在 1 米高度平稳悬 停 10 秒以上，且摆动范围不得大于±25cm。 （5） 在测试现场随机选择一个简单飞行动作任务，30 分钟内现场编程调试完成飞行动作。 图 3 环形圆板 （6） 其他。
三、说明
1. 电力线缆与杆塔说明
（1） 线缆的直径不大于 5mm，颜色为黑色。
（2） 杆塔高度约 150cm，直径不大于 30mm。
（3） 线缆上异物上粘贴有圆环状的黄底黑色 8 位数条形码，条形码宽度约 30±2mm，见图 4。
（4） 线缆上的异物为黄色（红绿蓝三原色参数为：R-255，G-255，B-0）， 直径约 30±2mm，长度约 50±5mm。
（5） 二维码粘贴在杆塔 B 上与线缆连接处外侧，大小 30±3mm 见方，见 图 5。
2.巡线机器人要求：
（1） 参赛队所用飞行器应遵守中国民用航空局的管理规定（《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》，编号：AP-45-AA-2017-03）。
（2） 四旋翼飞行器最大轴间距不大于 420mm。
（3） 为确保安全，飞行器桨叶须全防护（防护圈将飞行器或桨叶全包），否 则不得测试；测试区应设置防护网。
（4） 巡线机器人不得有“无线通信及遥控”功能。
（5） 除飞行器机械构件、飞行控制（电调）、摄像功能模块外，巡线机器人 其他功能的实现不得采用飞行器集成商提供的组件，必须自主设计完 成。
（6） 激光笔可采用悬挂等软连接方式。
3. 测试流程说明
（1） 起飞前，飞行器可手动放置到起飞点；可手动控制起飞；起飞后整个 巡检过程中不得人为干预。
（2） 从基本部分（1）到发挥部分（3）的巡线工作须一次连续完成，期间 不得人为干预，也不得更换电池；允许测试 2 次，按最好成绩记录； 两次测试间可更换电池。
（3） 发挥部分（1）、（2）中拍摄的条形码及二维码图片存储在存储介质（如 SD 卡）中，巡线完成后在地面显示装置上读取显示，用手机识别；手 机及显示装置作为作品的组成部分，必须与作品一起封存。
（4） 在巡线区地面标识±60cm 区域，见图 1，巡线机器人巡检航迹可参照 激光笔光点轨迹摄像判定。
（5） 基本部分（1）到发挥部分（3）测试完成后，进行发挥部分（4）测试； 增加配重后，不得自行另加其他配重。
（6） 现场编程实现的任务在所有其他测试工作（包括“其他”项目）完成 之后进行。编程调试超时判定任务未完成；编程调试时间计入成绩。 编程下载工具必须与作品一起封存。
（7） 测试现场应避免窗外强光直接照射，避免高照度点光源照明；尽量采 用多点分布式照明，以减小飞行器自身投影的影响。
（8） 飞行场地地面可采用图 6 所示灰白条纹纸质材料铺设。灰白条纹各宽 20mm，灰色的红绿蓝三原色参数为：R-178，G-178，B-178。
（9） 飞行期间，飞行器触及地面后自行恢复飞行的，酌情扣分；触地后 5 秒内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍有效。
（10）平稳降落是指在降落过程中无明显的跌落、弹跳及着地后滑行等情况 出现。
（11）调试及测试时必须佩带防护眼镜，穿戴防护手套。
