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ロボカップ レスキュー実機リーグルール

ルールについて(フィールドと無線LANについては頁末参照)

  • 概要
    レスキューの目的に合ったロボット開発が励まされるような試合評価を目的としている.評価の中心は,アリーナの隅々まで疑似Victimを探索しているかである.自律型であるか遠隔操縦型であるかで,評価に違いは無い.むしろ,アリーナを横断してたくさんのVictimを発見できるロボットに,高い評価を与えたい.その点で,ベストインクラスや重要なコンポネントの開発(学会賞)も重要な評価ポイントであると考えている.
  • ゴール
    • 競技目標
    • 研究シナリオ
    • 再現性のある評価用アリーナ
    • 要救助者の再現
      • 要救助者の配置数
        • 4体:イエローアリーナ
        • 4体:オレンジアリーナ
        • 4体:レッドアリーナ
        • 2体:飛行ロボットアリーナ(使用検討中)
        • 2体:ジャパンアリーナ(Victim数検討中)
      • 出力される生体情報
        • Eyeチャート or ハザードタグ
        • 動き
        • 音(うめき声,赤ちゃんの泣き声等)
        • 二酸化炭素
      • 要救助者の状態
        • Trapped:要救助者は,上面が開いている箱に入っている
        • Void:要救助者は,側面が開いている箱に入っている
        • Entombed:要救助者は,穴が開いている箱に入っている
      • 要救助者の高さ
        • 0−40cm
        • 40−80cm
        • 80−120cm
        • 120−160cm
      • 要救助者のサンプル(勉強のため,英語ページのその画像を探してみてください)
  • アリーナ(使用しないアリーナあり)
    • イエローアリーナ(例年使用)
      • 自律のみゾーン
      • マッピング能力が高い低モビリティロボット向けフィールド
      • 3Dマッピング用にハーフ高壁もある
      • ランダム迷路
      • 傾斜角15度の坂
      • 60cm高壁(一定の高さしか見ないRFを低評価にするため)
      • 60cmから上だけがある壁(同上)
    • オレンジアリーナ(例年使用)
      • 自律&遠隔ゾーン
      • モビリティ能力が高いロボット向け
      • 傾斜角15度の坂
      • 傾斜角45度の坂
      • 傾斜角40〜45度の階段
      • 回転するパイプでできたクローラが苦手な障害物
      • 狭所
      • マニピュレータを使用するシーンあり
    • レッドアリーナ(例年使用)
      • 自律&遠隔ゾーン
      • モビリティ能力が特に高いロボット向け
      • オレンジアリーナにランダムステップフィールドを追加
      • 飛行ロボットは参加不可
    • 飛行ロボットアリーナ(使用検討中)
      • 総重量2kg以下の飛行ロボットが参加可能
      • 空中に設置された要救助者ボックスを探索する
      • 扇風機で気流を発生し,コース難易度を向上させる
      • 地上ロボット同様,要救助者の様子をセンシングする
    • ジャパンアリーナ(例年使用,日本建築の特色を反映したジャパンオープン固有のフィールド)
      • 障害物が多いので,結果的に遠隔のみゾーン
      • 小型軽量ロボットが有利
      • 狭所
      • 低い天井(Max Headroom is under about 35cm)
      • 傾斜のついた可動パイプで構成された障害物
      • 重量30kg程度のロボットが上ると折れそうになる細木で構成された橋
  • 地図作成
    • 概要
      ロボットが距離センサなどを使って自動作成した地図を,以下の条件で提出するとより多くのポイントが得られる.
      • 試合の最後に,GeoTIFF形式で出力された2次元地図を速やかに提出すること
      • GeoTIFF形式の地図は以下の2点のために選択されている
        1.地図同士の比較を行いやすくする
        2.地図上のVictim位置精度を自動評価することで提出された地図からの自動得点アルゴリズムを可能し,より一般的な地図精度評価にも貢献する
      • 地図は,だいたい50cm四方に区切られていること
      • 複数のロボットで複数の地図を得たとしても,1つの地図に統合すること
      • もし複数の地図を作ってしまったら,ベストと思われる1つを選んで提出すること
    • 地図作成条件
      地図内で用いる色は,特に重要である.色付けは,誤読を防げる効果がある.目標は,印刷された地図として使いやすいように,探査活動中にグラフィックビューアで地図に入力した重要な情報なども即座に読み取れるようにすることである(白黒印刷への配慮は2番目に重要な課題).
      以下では,RoboCup レスキュー実機リーグでのGeoTIFF形式を解説する.地図内での各情報の色は,混同すること無く自動得点プログラムが動作できるように独立している.例えば灰色は,ある画素が変更されたことを表すために,全く同じRGB値ではない.これは,わざと特徴のある色にすることで,必要なときに色を再編集しやすくする為である.
      地図内全ての文字は,A4サイズ用紙に印刷した際に,判読可能であること.
      以下のGeoTIFF形式解説内では,特に言及のない長さは地図内縮尺での長さとする.
      サンプル画像は,こちらを参照.
      • ファイル名(FILENAME)
        DARK BLUE (RGB: 0, 44, 207)
        地図の提出者を識別する為に,表示する.また,このファイル名ルールによってコンピュータ上で,地図ファイルを管理・発見しやすくする.
        文字列の例は,“RoboCup2014-TeamName-Prelim1.tiff” .
        表示位置は,地図の左上隅.
      • 地図縮尺(MAP SCALE)
        色:DARK BLUE (RGB: 0, 50, 140)
        "1m"の文字および長さ1mの直線を表示.
        表示位置は,地図の右上隅.
      • 地図方位(MAP ORIENTATION)
        色:DARK BLUE (RGB: 0, 50, 140)
        "X"と"Y"の文字および長さ50cmの矢印を表示.
        右手座標系厳守.X軸は上に正,Y軸は左に正.
        表示位置は,地図縮尺の横.
      • 未探索領域グリッド(UNEXPLORED AREA GRID)
        色:LIGHT/DARK GREY (RGB: 226, 226, 227/RGB: 237, 237, 238)
        1m正方の塗りつぶしチェック柄で,未探索領域と地図の周囲において縮尺を表示.
      • 探索済領域グリッド(EXPLORED AREA GRID)
        色:BLACK (RGB: 190,190,191)
        50cm間隔で線の太さが1cm(地図内では太さは1画素で良い)の正方格子で,探索済領域を表示.
        未探索領域グリッドのチェック柄の線の境界とこの正方格子の線は,(地図から座標を読み取る為に)一致している必要がある.
        格子内部は,以下の"探索済領域"と"Victim不在領域"の色で塗りつぶす.
      • ロボット初期位置(INITIAL ROBOT POSITION)
        色:YELLOW (RGB: 255, 200, 0)
        矢印で,ロボットの探索開始位置と向きを表示する.
        地図はロボット座標系で表現されているので,矢印は地図上方を指しているはずである.
      • 壁と障害物(WALLS AND OBSTACLES)
        色:DARK BLUE (RGB: 0, 40, 120)
        壁と障害物を表示する.
        壁と障害物の表示は,地図内の他の表示に埋没しないこと.
      • 探索済領域(SEARCHED AREA)
        色:WHITE CONFIDENCE GRADIENT (RGB: 128, 128, 128 to RGB: 255, 255, 255)
        障害物が無いと判断される領域を表示.
        全てのセンサによって探索し,障害物が無い尤度が高い領域程,明るい白で表示する.
      • Victim不在領域(CLEARED AREA)
        色:LIGHT GREEN CONFIDENCE GRADIENT (RGB: 180, 230, 180 to RGB: 130, 230, 130)
        Victimがいない領域を表示する.
        Victimセンサなどを使用し,センサの有効距離も考慮して表示する.
        Victimがいない尤度が高い領域程,暗い色で表示する.
        例によって,壁の反対側にいるVictimは,Victim側からセンスしないと無効である.
      • Victimの位置(VICTIM LOCATION)
        色:SOLID RED (RGB: 240, 10, 10)
        塗りつぶした直径35cmの円と,その内部に白文字で番号を表示する.
        Victimの位置と発見した順番(番号は1から使用し,危険物とQR Codeの番号とは独立)を表示する.
      • 危険物の位置(HAZARD LOCATION)(使用検討中)
        色:SOLID ORANGE (RGB: 255, 100, 30)
        1辺の長さが30cmの菱形と,その内部に白文字で番号を表示する.
        危険物の位置と発見した順番(
        番号は1から使用し,VictimとQR Codeの番号とは独立)を表示する.
      • QR Codeの位置(QR CODE LOCATION)(使用検討中)
        色:SOLID BLUE (RGB: 10, 10, 240)
        塗りつぶした直径35cmの円と,その内部に白文字で番号を表示する.
        QR Codeの位置と発見した順番(番号は1から使用し,Victimと危険物の番号とは独立)を表示する.
      • ロボット移動軌跡(ROBOT PATH)
        色:MAGENTA (RGB: 120, 0, 140)
        太さ2cm(地図内では太さは2画素のように見える)の線によって,ロボットの移動軌跡を表示する.
  • QR Code(使用検討中)
    • 概要
      RoboCupレスキューは,探索である.Victimの探索はもちろんのこと,その他クローゼットの表なども地震等で避難している人々へヒントを与える.目の前にある物をロボットが認識して地図に記録することは,長期的目標である.そこで,今我々はQR Codeを用いて認識作業を単純化する.
      アリーナ中に,自動的に認識可能なQR Codeが配置されている.ロボットがQR Codeを認識できたら,ボーナスポイントが与えられる.さらに1m以内の位置誤差でQR Codeを地図に記録できたら,追加ポイントが与えられる.
      これらを迅速に実装する為のサンプルコードは,公開されている(オリジナルページの最下部参照).
      • QR Codeは,いくつかの役割を果たした.
        1.QR Codeは,アリーナ全体を探査したくなる刺激を取り戻させた
        2.QR Codeは,より高密度でより高精度に我々のアリーナ探索範囲を知らしめた
        3.QR Codeは,カメラによって観測されているアリーナの全容を我々に適切にわからせた
      • QR Codeは,2種類の形式を持っている.
        1.VictimBox内部で,高精細版(小さい印刷)QR Codeは,これまでのハザードタグ(原文:hazmat=hazardous material)やEyeチャートと同等の効果がある
        2.アリーナの壁に,chairやclockなど5種類のQR CodeをA4サイズで印刷して配置した.次の段階では,QR Codeの代わりに,それらの写真を貼ることになる.
      • 遠隔操作型・自律型に関わらず,ロボットはQR Codeを自律的に発見し内容を認識しなければならない.
      • QR Codeの検出結果は,異なるいくつかの方法で提示されなければならない.
        1.審判がQR Code発見を認識できるように,QR Code内容をスクロール表示し言葉によるアナウンスが出るようにする必要がある(表示場所は画面下方が良い)
        2.QR Codeの内容は,CSVファイルに記録する
        3.QR Codeの位置は,自動的に地図に記録する
    • ファイルフォーマット
      • ファイル名
        RC[Year]_[Teamname]_[Mission]_qr.csv
        Mission部分は,Prelim1,Prelim2Semi1FinalBC_Autonomy等が入る.
      • ヘッダ
        [Teamname]
        [Date] ; [Time]
        [Mission]
        一行開ける
      • データ本体
        以下が発見したQR Codeの数だけ繰り返される.
        [QR Code Number] ; [Time found] ; [QR Code Text] ; [x position in map] ; [y position in map] ; [z position in map]
  • 得点と試合
    • 試合予定(以下は参考です)
      以下は5日間の例,4日間の場合は2日目を省略.
      1日目:午後からチームセットアップ&練習走行,夕方チームミーティング(以下TM)
      2日目:朝TM,午前中練習走行, 午後練習走行, 夕方TM
      3日目:朝TM,午前中予選1回目,午後予選2回目,夕方TM
      4日目:朝TM,午前中予選3回目,午後準決勝*, 夕方TM
      5日目:朝TM,午前決勝*,午後3時までにベストインクラス,夕方撤収
         *:時間に余裕があれば全チーム参加
    • ミッション詳細
      • 時間
        試合はホットスタート(PCもロボットも電源入れてスタート合図待ちOK)
        予選試合時間:15分,準決勝&決勝試合時間:20分
      • Victim
        遠隔操縦型コース:VictimBox内に貼られたハザートタグとEyeチャート,
                 人形*,音声**,動く物体**,発熱源**,二酸化炭素**
        自律 型 コース:発熱源
          *:人形全体あるいは人形の一部あるいは人形無し
         **:無しの場合もあり
      • 開始
        1.各チームの試合開始予定時刻5分前に,待機テーブルへ競技に必要な全ての装備を運ぶ
        2.ロボット担当副審に,ロボットのカメラやセンサ等の説明を行う
        3.スタートの合図ですぐ出動できるように,電源を入れて待機する
        4.スタートの合図で,オペレータステーションへPCを移動,ロボット始動位置へロボットを移動する
        5.ロボットの設置方向は,審判に指示を受けること
        6.複数のロボットを使用するチームは,ロボットを縦列に配置する
        7.ロボット運搬要員は,オペレータステーションから退出,リセットに備えて待機する
      • ミッション
        • オペレータは1名のみ
        • オペータルームには,オプザーバが1名入ることができる(ジャパンオープン独自ルール)
          • オブザーバは,ロボット操作系に触れてはならない
          • オブザーバは,探索計画を考慮し,オペレータに指示を出すことができる
        • 必要な場合,オペレータは交代できる
        • 1名のチームメンバが,ロボットを救助する為にアリーナ内に立ち入ることができる(要ヘルメット着用)
        • 遠隔操縦型ロボットは,全アリーナの地図を作成する為に(コース的に侵入可能ならば)イエローアリーナに入ることもできるが,イエローアリーナで発見したVictimは得点にならない
      • リセット
        • オペレータかチームリーダはロボットを修理するためリセットを申請できるが,それまでにそのロボットで蓄積したVictimポイントと作成した地図情報および費やした探索時間を失うことになる
        • リセット申請後,ロボットはスタート位置へ戻され,残り時間内で修理作業が可能である
        • ミッション中にロボットに触れてしまう(例えば落下するロボットを助けようとして)と,それはリセットとなる
        • リセットはミニミッションと呼ばれる新しい状態をスタートさせることになり,試合時間のカウントダウンは継続されるが,全てのポイントは消失し,地図は削除される
        • 2つのミニミッションの間に,ロボットは修理されたり交換されたりできる
        • ミニミッションになってしまった場合,遠隔操縦型ロボット1台のみがアリーナ内に留まれる
      • リスタート
        • リスタートはリセットの簡易版であり,自律ロボットにのみ適用される:オペレータが致命的な状態となっているロボットに気づいたとき(例えば,ロボットがランダムステップフィールドへ突進しようとしている時),オペレータは自律ロボットを遠隔操縦型に切り替えることができる
        • 遠隔操縦型に切り替えた後,オペレータは自動移動モードでロボットをスタート位置へ移動させなければならない(イエローアリーナでは遠隔操縦ではVictimポイントが得られないため)
        • ロボットがスタート位置に戻ったら,オペレータは自律モードにロボットを切り替えることができる
        • リスタートでは,積算した点も作成した地図も失われない
      • ミッション終了後
        • ミッション終了後2分以内に,アリーナとオペレータステーションから撤収完了する
        • GeoTIFF形式の地図を,ミッション終了後5分以内に提出する
    • 無線周波数
      • 使用できる無線LANは,IEEE802.11aのみである(過去流通したドラフト仕様は不許可)
      • 無線LANのSSIDは,RRL-<team_name>とすること(例:RRL-4Legs)
      • 使用可能なチャンネル番号は,TMで確認すること
      • 重要注意:他のリーグもそれぞれに割り当てられた無線を使用しており,本リーグ用の無線LANIEEE802.11a以外を使用すると他リーグに迷惑がかかるので,絶対に使用しないこと
    • 試合得点
      • 得点は,全ロボットの移動ポイントにVictim得点(複数台ロボットによる探索の場合,あるVictimの得点は複数のロボットで得られた得点の中で最高得点で代表する)を加算し,全ロボットによるペナルティを減算することで計算する
      • Victim得点条件
        ロボットのボディ(フリッパアームなどを除く)が発見したVictimから1m以内にあるとき,得点を与えられる
      • Victim得点計算式
        70Points/1VICTIM = EYETAG(5) + HazmatSign(5) + Motion(5) + Hear(5) + Speak(5) + Temp(5) + Map(Quality(0or5or10)+Location(0or5or10))  + Victimへの物資配送(20)
      • アリーナごとのVictim数(アリーナの広さに影響を受ける)
        ・4体:イエローアリーナ
        ・4体:オレンジアリーナ
        ・4体:レッドアリーナ
        ・2体:飛行ロボットアリーナ(使用検討中)
        ・2体:ジャパンアリーナ(Victim数検討中)
      • 1Victimあたりのポイント詳細
        ・目視確認(10ポイント)
         ・5ポイント:ハザートタグ
         ・5ポイント:Eyeチャート
        ・その他の検出につき(25ポイント)
         ・5ポイント:動き検出
         ・5ポイント:温度検出
         ・5ポイント:CO2検出
         ・5ポイント:音声聞き取り
         ・5ポイント:呼びかけ
        ・地図(20ポイント)
         ・0〜10ポイント:GeoTIFF地図の品質
         ・0〜10ポイント:Victim位置の精度(0~0.5m:5points, 0.5~1m:10points)
      • Victimへの物資配送(20ポイント:詳細検討中,要追加アナウンス)
        発見したVictimBox内部へ,指定場所に置いてあるブロックやボトルを配置できた場合,20ポイント
      • 移動ポイント(一部検討中)
        1マスの移動につき1点or2点,他のロボットが移動した場所については検討中.
      • QR Codeポイント(使用検討中)
        ・1ポイント:最も大きい"anchor" QR Codeを検出した場合(この検出は以下の得点要件)
        ・1〜4ポイント:同じ用紙の小さい4つのQR Codesを検出した場合,1つにつき1ポイント追加得点
        ・1ポイント:"anchor" QR Codeの内容のハザードタグ名と,QR Codeの隣のハザードタグが合っていたら1ポイント追加得点
        ・1ポイント:地図上のQR Code の位置が誤差1m以内で正しい場合は,1ポイント追加得点
      • ペナルティ
        ・以下のイベント1回につき−10ポイント
        ・ロボットがアリーナ内の物体を動かしてしまい,再配置を要する場合
        ・ロボットがVictimを傷つけた場合(生身の人間強度で考える)
  • ベストインクラス
    • 自律ロボット(イエローアリーナ)
      予選でのイエローアリーナ&イエローブラックアリーナにおけるVictim発見総数と最後に1回だけ行う全てのアリーナを使用した地図作成ミッションの合計得点で順位を競う.地図作成ミッションは12点取得可能で,アリーナ内にある6カ所の樽を地図に記録し,樽の外周が円になっていれば1点と位置の正確さから1点の合計2点,6カ所で合計12点となる.
      スタート位置は全チーム共通で,イエローアリーナより難しい地形への出入り口はオープンになっている.地図作成ミッションの試合時間は30分である.
      リセットは認められ,スタート位置へ戻ることはできるが,それまでに積算した得点は失われ,試合時間のカウントダウンは継続される.
    • モビリティ(オレンジアリーナ&レッドアリーナ)
      予選でのレッドアリーナにおけるVictim発見総数と最後に1回だけ行う12点取得可能なモビリティミッションでの合計得点で順位を競う.
      モビリティミッションでは,以下のような障害物を1つ踏破するごとに1ポイント与えられる.
       ・ステアリングを拘束した状態で,45度の階段を上るあるいは下る
       ・45度傾いている平面の対角線上を,上るあるいは下る
       ・直径30cmのパイプでできた段差を,上るあるいは下る
       ・レッドアリーナランダムステップフィールドにある3つの山と8個の谷で,谷を1つ越えるごとに2ポイント
      リセットは認められ,スタート位置へ戻ることはできるが,それまでに積算した得点は失われ,試合時間のカウントダウンは継続される.
    • 通常試合による賞
      • 1位〜3位(出場チーム数により3位は受賞が無くなる可能性あり)
        通常試合の準決勝および決勝での合計得点により,順位を決定する.
      • 準決勝進出条件
        予選3回のうち上位2回の合計得点により順位を決定し,上位5チームが準決勝に進出する.
    • ベストインクラスによる賞
      • 自律ロボット賞
        • 審査基準の50%は,通常試合予選中において,自律的にVictimを発見し(1ポイント),Victimの位置やランドマークの位置をマップに記録し(2ポイント)て得たポイント数
        • 残りの50%は,ベストインクラス自律ミッションにおいて,自律的に作成した地図を評価する(Victimを記録する必要は無いが探索モードであること,またQRCodeは地図に記録すること)
        • 3Dマップの場合は,地上2m高での切断面による2D地図を提出すること(高い位置にあるランドマークが記録されていれば1ポイントボーナス,その位置が正確なら2ポイントボーナスとなる)
        • 試合時間は20分間で,リスタート(遠隔操縦でスタート地点に戻ること)は不許可
      • モビリティ賞
        指定コースの走行時間の短さで順位を決定する.完走機体が無い場合は,ゴールまでの残り距離の短さで順位を決定する.
    • 学会賞
      以下の学会賞のどれか1つ,あるいは複数の学会賞が授与される.学会賞が用意されていない年もある.Team Description Paperの提出は,受賞条件の1つである.学会の特性により,受賞理由が異なる.
      • 計測自動制御学会賞
      • 日本ロボット学会賞

フィールドについて

  • 日本大会仕様
    • 2014年大会は新たなフィールド(パレット)レイアウトになります.ここに2013キャンプで提案されたフィールドパレット(暫定版)を置いておきます.
    • 実行委員会が中心となり策定してます。
    • PDF準備中

無線LANについて

  • RoboCupでは競技運営の関係から、レスキュー実機リーグで利用可能な無線は「5GHz(IEEE802.11a、IEEE802.11n)」のみです(日本国内、世界大会共通)。

ą
hiroki IGARASHI,
2011/05/07 21:46
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