01 人工智能视觉练习系统

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一、硬件与场地规范

1、场地设施配置

模块名称	规格/要求	作用
场地底布	2.5m × 2.5m 蓝色正方形方格	物理运动区域
全局摄像头	全局快门彩色摄像头，高帧率无畸变	位于场地正中央高处，用于全局识别车模位置
摄像头支架	高度≥1.8m，伸缩长度≥2.5m	支撑全局摄像头
裁判系统	支持热点功能的PC电脑	运行游戏逻辑、视觉识别和无线投屏

▲ 图1.1.1 场地示意图

▲ 图1.1.2 场地上面的摄像头行架示意图

2、参赛车模要求

• 车模选型：仅限使用 B、C、F、G、M、H、H-mini、Y、Z 系列成品车模，不得擅自改装车模核心结构。
• 车载设备：必须搭载可显示画面的终端（如手机、无线屏幕），且需支持接收裁判系统投屏信号。（训练阶段可使用自备手机，正式比赛需使用现场统一提供的屏幕）
• 视觉标志物（必须安装）：
  • 尺寸：约 20cm × 10cm 的长方形板 。
  • 颜色代码（用于对抗区分）：
    • 队伍 A：由黄色矩形与红色矩形组成 。
    • 队伍 B（对抗模式）：由绿色矩形与粉色矩形组成 。

  视觉标志物如下：

▲ 图1.1.3 车模标志物示意图（Apriltag码值：1）

二、比赛模式与规则详解

  比赛要求参赛队伍制作一辆可以在比赛场地内自由运动的车模。裁判系统会通过全局摄像头自动识别车模的方向以及位置，然后在游戏界面中渲染出来。车模上需要拥有能够放置普通手机或者无线投屏屏幕，屏幕上会实时显示游戏界面，玩家需要控制车模上的摄像头去识别屏幕中的画面然后完成指定的游戏任务。

  竞赛游戏主题如下：

2.1 主题一：推箱子 (Sokoban)

• 场景描述：地图中会生成几个带有不同标签图片的箱子以及炸弹 。（自主练习阶段，箱子和炸弹数量可以自由设定）

• 任务目标：

  • 识别数字标签的箱子。
  • 控制车模将该箱子推出赛道界外 。
  • 躲避地图中的炸弹。

• 失败条件：触碰炸弹或未能完成推箱任务。

▲ 图1.2.1 推箱子游戏演示（图片中间部分为任务而界面，可忽略）

▲ 图1.2.2 箱子设置界面

2.2 主题二：飞机大战 (Plane Wars)

  车模的物理移动直接映射为虚拟战机的飞行轨迹，车模的朝向映射为射击方向。战机自动或可控的向前方发射子弹。

2.2.1 单人智能挑战模式

• 任务目标：自主识别敌机，规避敌机发射的子弹攻击并进行反击。最多同时出现三架飞机，且敌机会随进度逐渐加强，累计消灭 15架即视为完成比赛。
• 初始状态：拥有 3 点生命值
• 成绩核算：

最终成绩 = 实际耗时 + 罚时

• 基础成绩：完成任务的总耗时。
• 罚时机制：每损失 1 点生命值，罚时 +10秒 。
• 失败判定：生命值耗尽，且未击落足够数量的飞机。

  演示如下：

▲ 图1.2.3 单人模式下游戏运行界面

2.1.2 双人智能对抗模式

• 对抗规则：

  两辆车模同场竞技，使用红蓝队伍的方式区分。

  比赛过程中，生成器将随机在场景中刷新道具，玩家通过抢夺道具可获得增强自身或削弱对手的能力。

  为进一步丰富赛项，正在验证一系列策略性机制，包括但不限于子弹需手动发射，具备发射间隔与飞行时间，玩家需预判对手走位进行提前瞄准，通过精准走位和操作实现有效闪避； 子弹数量有限，需前往补给站或拾取道具进行补充等。

• 获胜条件（满足其一即可）：

1. 耗尽敌方战机的生命值。
2. 规定时间结束时，得分高于对手 。

▲ 图1.2.4 对抗模式车模

  演示如下：

▲ 图1.2.5 对抗模式下游戏运行演示

▲ 图1.2.6 游戏结束弹窗

  全局摄像头会精准识别两辆车模，并在虚拟游戏中创建虚拟车模，红色箭头形状为参赛队1的车模，绿色箭头形状为参赛队2的车模。

2.2.3 成绩判定

▲ 图1.2.7 成绩显示

  无论是单人模式还是对抗模式，在游戏完成后会显示相关信息，包括参赛队名称、最终成绩以及罚时。

▲ 图1.2.8 失败成绩显示

三、 系统使用说明

3.1 系统参数调试流程

3.1.1 全局摄像头调试

▲ 图1.3.1 摄像头控制界面

  摄像头控制下拥有两个按钮：切换摄像头和摄像头参数调节

  点击切换摄像头按钮可以进行切换摄像头的操作：

▲ 图1.3.2 摄像头选择界面

  点击摄像头参数调节，可以调节摄像头相关参数，点击保存参数按钮可以将参数进行保存。

▲ 图1.3.3 摄像头参数界面

3.1.2 HSV掩码调试

  为了标志物识别的准确性，上位机内置HSV掩码调节程序。

▲ 图1.3.4 掩码调试界面

  点击调节HSV掩码即可进入界面中，用户可以通过拖拉滑动条观察图像状态来判断所需的掩码范围。

▲ 图1.3.5 实时调试掩码范围

  点击应用到当前颜色然后保存到Mapper即可将当前的参数进行保存。

3.2 投屏启动流程

  点击开始投屏后：会弹出窗口界面：

▲ 图1.3.6 投屏控制按键

▲ 图1.3.7 获取 IP 地址

  将其中192.168开头的地址输入浏览器中，即可看到投屏界面。

▲ 图1.3.8 手机竖屏投屏界面

▲ 图1.3.9 手机横屏投屏界面

四、竞赛总体流程

1、赛前准备 (Preparation)

• 完成车模硬件调试与代码部署。
• 设置自定义玩家名称，并将车模放置于指定物理待命区 。
• 网络连接：通过浏览器访问指定IP（如 http://192.168.x.x:5000）开启投屏 。

2、系统初始化 (Initialization)

• 裁判启动定位模块，校准车模位置。
• 验证虚拟角色（飞机 / 推箱子小人）与物理车模的绑定状态，确保操作映射正常；
• 确认投屏画面传输稳定，无延迟、花屏等异常。

3、任务执行 (Execution)

• 裁判下达 “开始” 指令后，比赛正式启动；
• 车模完全依靠显示终端接收的虚拟画面，自主完成决策、移动及任务操作，禁止人工干预；
• 裁判系统实时记录生命值、得分、耗时等关键数据。

4、成绩公示 (Result)

• 单人模式 / 推箱子模式：系统自动计算 “实际耗时 + 罚时”，在投屏界面及裁判端同步显示最终成绩；
• 对抗模式：系统弹出胜负判定弹窗，展示胜利方名称、双方剩余生命值及最终得分。

五、系统资料说明

  人工智能组竞赛系统V1.0下载地址（后续迭代更新均在此链接）：https://gitee.com/lq-tech/LQ_VirtualReality

  系统使用说明：

1. 当前系统处于试用测试阶段，部分功能和游戏仍在开发中，我们将持续进行优化与迭代。
2. 使用过程中如遇任何问题或有优化建议，欢迎随时反馈，我们将及时跟进处理。

联系方式：QQ 2270999272 2747235798

3. 系统中现有的游戏规则仅供日常训练使用，最终比赛规则以官方后续通知为准。

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● 相关图表链接:

• 图1.1.1 场地示意图
• 图1.1.2 场地上面的摄像头行架示意图
• 图1.1.3 车模标志物示意图（Apriltag码值：1）
• 图1.2.1 推箱子游戏演示（图片中间部分为任务而界面，可忽略）
• 图1.2.2 箱子设置界面
• 图1.2.3 单人模式下游戏运行界面
• 图1.2.4 对抗模式车模
• 图1.2.5 对抗模式下游戏运行演示
• 图1.2.6 游戏结束弹窗
• 图1.2.7 成绩显示
• 图1.2.8 失败成绩显示
• 图1.3.1 摄像头控制界面
• 图1.3.2 摄像头选择界面
• 图1.3.3 摄像头参数界面
• 图1.3.4 掩码调试界面
• 图1.3.5 实时调试掩码范围
• 图1.3.6 投屏控制按键
• 图1.3.7 获取 IP 地址
• 图1.3.8 手机竖屏投屏界面
• 图1.3.9 手机横屏投屏界面