【前言】

  在今年的智能汽竞赛中，依然设置挑战赛，以往的挑战赛往往是在分赛区比赛结束后通知，或者总决赛现场直接报名进行临时任务的挑战比拼。今年的挑战赛内容提前进行公布，希望有更多参赛队伍能提早有所准备，且可能在分赛区就进行定向穿越挑战赛。今年的挑战赛内容更新，更有挑战，且挑战赛分为两个，其中一个挑战赛会和传统的“英飞凌杯”评选活动进行结合，“英飞凌杯”挑战赛另行发布，下文对“定向穿越挑战赛”进行介绍。

【定向穿越电磁门】

  该任务本来是针对单车定向组的国赛科目，但考虑到室外赛项已经有三个科目，于是将这个科目重新定义为挑战赛项目，且可以扩大参与范围，提高大家的积极性与现场工程能力。

一、比赛赛道及任务

  该挑战赛由电磁门按系统设定顺序打开为引导，在开放赛道上进行电磁门搜索和穿越电磁门，小车在穿越当前电磁门的同时，会触发系统打开下一个电磁门，形成连续引导，小车就可以实现按系统制定的路线连续搜索前进，直到系统不再打开电磁门，当次比赛结束。示意图如下：

  如上图所示，如果从起跑线位置等待出发，电磁门的打开顺序可以是：123145、123154、132145、132154等各种组合，正式比赛时，大家使用同一套顺序进行竞速赛，确保大家的比赛是公平的。

二、电磁门介绍：

2.1 电磁门尺寸

  电磁门采用PVC管加3D打印结合件进行制作，PVC管的整体框架使得电磁门更加结实可靠也易于拼接，电磁门为方形，内部的大小约36*36厘米，电磁门的底座使用3D打印，并设计了较大的斜坡提高车模的通过性，实际使用缩微车模测试，通过性非常良好。

2.2 电磁门控制器

  电磁门是基于无线充电发射端进行改造而来，在无线充电的发射端增加了一个控制板用于接收激光对射传感器的信号，以及和计时器主机通讯。下图标注了三个接口的说明。

  接口1是信号和电源输入接口，连接到计时器或者上一个电磁门。
  接口2是连接激光对射传感器，用于检测小车通过电磁门。
  接口3是信号和电源输出接口，连接下一个电磁门，实现多个电磁门串联的效果。可根据需求连接多个电磁门。多个电磁门在使用的时候，两个门不能近距离平行放置，会导致设备损坏，门之间的距离需保持在2米以上。

三、电磁定向感应模块实物图与安装说明

3.1 、电感正交安装板模块

▲ 图2.3.1 正交电感安装板尺寸

▲ 图2.3.2 正交电感安装板实物图

  （通道2的电感在板子背面）

3.2 、电磁门定向感应模块

▲ 图2.3.3 电磁定向模块尺寸图

▲ 图2.3.4 电磁定向模块实物图

3.3 、模块安装说明

  将电感正交安装板模块插在电磁门定向模块上，合成一个整体之后，再将整体的模块安装到小车上，由于电磁门定向模块主要是测量的角度信息，因此模块并不需要像传统电磁组一样伸出去一段距离，可以将模块安装到小车车体上即可，如果模块伸出去较远反而容易导致小车过电磁门的时候出现撞门的现象。在安装电感正交安装板模块的时候，需要注意方向，如果方向插反了是无法完全插上的，正确的安装上的效果如上图所示。

四、电磁定向感应模块输出端口与协议介绍

4.1 、输出端口介绍

  输出端口采用XH2.54-4P接口，模块会配套一根XH2.54-4P的排线，便于连接到同学自己的主板上。大家可提前预留相关接口。
  端口引脚定义如下图所示：

  从左到右依次为5V、GND、TX、RX

4.2 、电磁定向感应模块输出协议

  模块采用使用UART接口输出信息，采用字符串格式，波特率为115200，字符串中包含的信息有解算出来的角度信息，通道1的数据，通道2的数据，可以直接使用角度信息控制车模进行转向，或者自行通过两个通过的数据进行解算。

  每个数据之间采用 , 进行分隔（,为英文符号），详细的格式参考下方表格中的示例。

  电磁定向模块输出协议说明

  当模块正对电磁门时输出的角度在0附近，旋转角度越大输出角度绝对值越大。模块输出的有效角度范围在+90到-90之间，角度的极性需要根据实物进行测试，每个模块的极性会由于电感焊接的方向不同，导致极性是不一样的。模块会输出两个电感的信号强度数据，可以用于判断距离电磁门的距离。通道1为竖电感，通道2为横电感，距离电磁门越近数值越大。

4.3 、程序解析示例

  在串口接收中断内调用此函数即可，函数传入的参数dat表示本次串口收到的数据，最后解析出来的数据会保存在receive_float_data数组中。第一个是角度，第二个是通道1的数据，第三个是通道二的数据。

float receive_float_data[3];
void uart_call_back (uint8 dat)
{
    static uint8 count = 0;
    static char receive_data[40] = {0};
    receive_data[count ++] = dat;
    
    if(dat == ',' || dat == '\n')
    {
        receive_float_data[num_count] = func_str_to_float(receive_data);
        num_count = dat == '\n' ? 0 : num_count + 1;
        memset(receive_data, 0, 40);
        count = 0;
    }
}

五、定向穿越挑战赛参赛对象及比赛流程

  所有晋级全国总决赛的队伍（分赛区可能也会举行）都可以参加（需自己的车模作品尺寸需能穿过电磁门），使用自己现成参赛车模按要求预留接口来安装定向感应模块，现场完成车模感应方式的改造，现场编写代码进行调试，完成现场挑战。

  挑战赛开始之前，大家在现场领取定向感应模块，自行通过预留的接口和位置进行安装，然后集中进行调试，挑战赛开始之后，准备好的队伍需主动进行排队，依次进入挑战赛比赛赛道开始比赛，同时由队员向裁判告知自己的学校和队伍名称，方便统计成绩，若本次挑战完成，则记录本次运行时间；若本次挑战失败也立即下场，到调试赛道准备，准备好后再次排队。随即由下一只排队准备好的队伍上场开始比赛。若同一只队伍已经取得3次成绩，则该队伍挑战赛结束，整个过程循环进行，直到挑战赛时间结束。时间结束后通过现场记录的各队比赛成绩进行排名并设置奖项。

【队伍数量及奖项设定】

  挑战赛进行现场报名确认，每个挑战赛最多容纳30-50支队伍，若报名队伍数过多，由组委会现场进行遴选。比赛完成后按照成绩进行排名，由组委会按照成绩以竞赛规定的获奖比例发放对应的挑战赛一、二等奖。

  第21届全国大学生智能车竞赛-现场挑战赛正式向你发出邀请，欢迎同学们前来挑战！

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● 相关图表链接:

• 图2.3.1 正交电感安装板尺寸
• 图2.3.2 正交电感安装板实物图
• 图2.3.3 电磁定向模块尺寸图
• 图2.3.4 电磁定向模块实物图