机器人灭火比赛
机器人学家发起创办的比赛
智能机器人灭火比赛最早是由美国三一学院杰克门德尔逊等一批国际著名机器人学家发起创办的，比赛要求参赛机器人按照预先编排好的程序，通过传感器和超声波等探测设备对周围环境进行模拟分析搜索，在“房间”里用最快的速度找到代表火源的蜡烛并将其扑灭，谁用时最短谁就获胜。灭火比赛已发展成为世界上最为普及、最具影响力的。
比赛规则
二标准
机器人灭火比赛的场地平面结构参考图见下面的比赛场地平面图。
参考图中的尺寸供练习和实践时参考，竞赛场地的实际尺寸与参考图给定尺寸基本相同，但允许有1cm范围内制作误差。
模拟房间的墙壁33cm高，材质为木板。墙壁为白色。竞赛场地的地板为黑色的光滑木制表面。地板可以有接口，但接合处平整并是同样的黑色。场地的平整度要求，只要机器人可以处理0.3cm的不连续区域就可以。竞赛场地模拟房间里整体地面是水平的，没有斜坡和楼梯。
房子中，所有的走廊和门口宽都不小于46cm。门口并没有门，在地面上用一条2.5cm宽的白线表示房间入口。
竞赛场地的地板是黑色的。有一些机器人可能用泡沫、粉末或者其他的物质来扑灭蜡烛火焰，所以当每一个机器人比赛后应清洗场地。但不能保证每一个机器人在该次竞赛过程中，地板都保持黑色。
机器人将从参考图中一个标有“H”的圆圈开始，代表起始位置。实际竞赛场地中代表起始位置的白圈是实心的，并不标记“H”。
代表起始的位置为30cm直径的白色圆圈，圆心将设在46cm走廊的纵向中心线上，即：圆圈外径和墙壁之间将有 8cm的距离，圆圈圆心距离两边墙壁24cm。
竞赛场地参考图中在代表起始位置的圆圈左侧的墙壁没有标注缺口。竞赛场地这一部分墙壁可以移开，让参赛者比较方便地设置机器人。机器人也可以用一些装置来校正机器人在圆圈中的位置。机器人必须在白色圆圈中启动。一旦启动，它可以在比赛场地中向所希望的横向或纵向运动。
2、照明设备
竞赛场地周围的照明等级在比赛时才能确定。参赛者在比赛的当天有时间了解周围的灯光等级及标定机器人。
3、机器人
机器人的整体外形尺寸限制在31cm Ⅹ 31cm Ⅹ 31cm之内，包括机器人的触角、探测物及装饰物。
机器人的重量、制作材料、产品型号等不作限制。
4、蜡烛
蜡烛的火焰代表房间内机器人试图找到并扑灭的火源。火焰位置的有效高度（指火焰底部距地面的距离）在15cm至20cm之间，否则，将会调整或更换蜡烛。
蜡烛是直径2cm的白蜡烛。火焰可以从一边看见并不会被蜡烛未融化的蜡所遮挡。
蜡烛火焰的高度和尺寸是不确定的、变化的，由蜡烛材质和周围环境所决定。当蜡烛的火焰位置在上述的有效高度范围内，要求机器人能发现蜡烛，而不管这时蜡烛焰火具体高度是多少。
蜡烛被安装在一个7cm Ⅹ 7cm Ⅹ 3cm的涂了半光泽黄色的木质基座上。
5、传感器
在不违反其他规则和规范的情况下对传感器的型号没有限制。
6、电源
竞赛场地提供AC/220V/50HZ电源。如果参赛选手的机器人或计算机需要使用交流电源，请自备足够长的导线和电源插座。参赛选手可以使用带电池的智能机器人，不用交流电。
7、导线
如果机器人需要外部计算机来指导或提供电源，应使导线足够长，让机器人可以到达比赛场地的任意一个区域。导线可以拖在行进的机器人后面或者被一个公正的裁判提在空中。参赛选手自备导线必须有可靠的安全系数。
8、家具
竞赛场地的每个模拟房间里有一件家具。这件家具随意地放在房间里。机器人可以接触家具，但是不能推开家具。模拟家具是一个11.5cm直径的涂了半光泽黄色的钢柱，柱高30cm、重2.3公斤。 家具也许会挡住机器人看蜡烛的视线或者机器人要绕过家具才能到达蜡烛，主要是为了增加竞赛的趣味性、真实感和挑战性。机器人由于模拟家具可能会挡住它的视线，也许要从不同角度来查看房间，如果蜡烛就在模拟家具后边，机器人要能够确定接近蜡烛的最佳路径。
三规则
机器人一旦启动必须在没有参赛选手的干预下自动控制，即：机器人必须是由计算机程序控制，而非人工现场控制。
机器人在运行过程中可以碰撞或接触墙壁，但是不能故意标记和破坏墙壁。机器人当经过比赛场地时不能把任何东西留在后面，并且它不能在比赛场地留下任何可以帮助它运行的标记。如果裁判认为机器人故意破坏了比赛场地（包括墙壁），该机器人将被取消参赛成绩或资格。
机器人在扑灭蜡烛前必须已经主动寻找到了蜡烛火焰，而不是碰巧喷出CO2熄灭了蜡烛火焰。
2、扑灭蜡烛火焰
机器人不能运用任何破坏性的或危险的方法来扑灭蜡烛火焰。它可以运用类似水、空气、CO2、Halon等,或者使用机械方式，但是禁止使用任何危险的或可能破坏比赛场地的方法或物质。比如，不能通过燃放爆竹产生冲击来使蜡烛熄灭，也不能通过碰倒蜡烛而使蜡烛熄灭。
可以通过吹气来熄灭蜡烛，尽管这在现实生活中不一定是适合的灭火方法，但在机器人灭火竞赛中是允许的。
蜡烛在燃烧状态时不允许被撞倒。如果机器人在灭火过程中碰撞蜡烛，机器人的运行仍然有效。如果蜡烛被撞倒，按未完成灭火任务处理。
机器人扑灭蜡烛的过程中所产生的杂物，例如：水、发酵粉、生奶油等遗留物，将在竞赛间歇被裁判员清理干净。
机器人在试图扑灭火焰前必须到达距离火焰30cm以内。在距离火焰30cm的圆上有一条2.5cm宽的白线，机器人在扑灭火焰之前必须有一部分在圆圈内。机器人可以使用喷射CO2方法，但机器人必须有一部分在圆圈内。为了使围绕蜡烛的圆圈不会碰到代表门的线，蜡烛必须离门口足够远。
3、蜡烛位置
蜡烛将随机地放在比赛场地的任意一个房间里。在机器人所经历的3次测试中，蜡烛至少放在两个以上的房间里测试（小学组除外）。
蜡烛放在一间房子的任意位置，但不能放在走廊上。机器人的前端在进入房间碰到蜡烛前应至少可以移动33cm。
4、传感器
禁止参赛选手在模拟房间的墙面或地面放置任何标记、灯塔或反射物来帮助机器人导航。
比赛场地周围的灯光可能是红外线、可见光和紫外线的光源。如果机器人使用光线传感器寻找蜡烛火焰或探测墙壁和家具，参赛选手应采取措施避免这些光源影响机器人的行动。
5、安全
如果现场裁判认为机器人的行为对人员或设备有危险或可能有危险，现场裁判员可以随时终止比赛。参赛机器人不能使用任何易燃易爆物质。
四比赛场地平面图
初中组比赛场地平面图(单位:cm)
高中组比赛场地平面图(单位:cm)
解决方法
2提高成绩的方法
另外扩展一个电压更高的电源给电动机,使用扩展电池，系统电源只为主板电路提供电能。
注意扩展电池的电压不能超过电机的额定电压（一般＜=12V），认真核对两个电池插口的正负符号。
扩展电源后，在使用过程中，要避免机器人电机堵转，否则会烧毁机器人芯片。
(2)门口探望法
由于远红外火焰传感器的检测距离一般可以达到1～2米，机器人在灭火过程中，只要房间门口望一下就可以判断是否有火源，有火就进去灭火，每有火，就出来到其他房间找火。
使用时，在机器人上扩展一套地面灰度检测卡；编程时，只要在行走过程中，检测房间门口白线，发现后，判断里面是否有火，有则进入，无则退出继续寻找。
3机器人灭火效果不理想的调试方法
(1)，远红外火焰探头安装位置。远红外火焰探头探测角度为60°，因此探头如水平安装，高度最好与蜡烛火焰高度相当。注意机器人在灭火时，灭火风扇会快速旋转，因此探头位置最好 好不要离风扇太近，以免被风扇碰到或挡住前方光线，影响检测结果。
(2)，亮度检测值的调整。例程中亮度检测值受现场环境影响，要根据实际测量值进行修改。
(3)，地面灰度值的检测。例程根据蜡烛前方的白纸片灰度值判断是否到蜡烛前，如机器人到白纸处还不灭火，可适当调整灰度检测值。
(4)，红外探测器的调整。红外探测器是机器人自带的探测器，主要用于机器人检测障碍物。如机器人在寻找光源时常碰到障碍物或离障碍物很远就避开，可通过主板红外调节电阻适当调整红外探测器灵敏度。
(5)，机器人运行速度。如机器人灭火时常撞灭蜡烛，可适当减小机器人速度。
因为上面提供灭火程序比较简单，注意到以上几点，一般情况下应能灭火。继续调整优化各参数，直到灭火时间最短，效果最好。
4实际灭火比赛策略
灭火比赛可分解为以下几个方面：
（1），灭火路径的优化
机器人灭火比赛场地一般采用国际灭火比赛标准场地，场地大小、房间位置、蜡烛家具摆放位置都按一定规则。为了尽快找到火源，可采用各种扩展卡增强机器人导航能力，扩展卡可以购买也可自制。以下是常用的一些导航方案。
a，红外避障引导：机器人自带红外探测器，注意灵敏度的调整。
b，采用机器人编码器进行引导：编码器精度不高，注意左右轮补偿。
c，红外测量距离的引导：利用PSD测距，简单可靠，但测距范围有限（10cm～80cm）
d，指南针引导：效果好，但价格较贵约600~800RMB。
e，混合引导：多种导航方式优缺点互补，在不同情形下采用不同方式，软件较复杂。
（2），火焰定位
火焰定位包括寻找火焰和火焰定位两个部分。
机器人寻找火焰一般采用远红外火焰探头作为探测工具，为了准确、快速地确定火焰位置，可采用多种方式对远红外火焰探头进行改进，以下是常用的一些改装方案。
a，火焰探头的串联和并联：提高探头灵敏度。需要一定的硬件知识。
b，火焰探头的分散和集中：多个火焰探头分布在机器人周围不同地方，可快速定位火焰。要占用较多的数据输入通道，要对扩展卡，甚至是机器人主板进行改造。
要确定火焰位置即火焰定位，首先确定火焰方向，这样发现火焰后可直接朝火焰方向前进，节省灭火时间。
确定火焰方向一般可采用以下方法。
a，差动定位：根据左右两个远红外探头检测值，调整机器人方向，要求比赛前预先调整探头直到检测效果较一致。
b，最小值定位：机器人发现火焰后旋转一周，定下最小值（最亮点），然后通过朝向最小值方向前进，要求采用其它辅助装置记住最小值位置（指南针等），当然也可以实时判断是否到达最小值，这样可减少火焰方向定位时间。
确定火焰方向后，机器人朝火焰前进，这时要求确定火焰位置。确定火焰位置一般根据远红外火焰探头检测值判断，当然也可以根据比赛现场特征如蜡烛前的白线、机器人与墙壁的距离等定位。
（3），灭火方式
机器人灭火比赛对灭火方方式没有一定之规，但不能使用任何危险的或可能破坏比赛场地的方法或物质来灭火（如通过燃放爆竹产生冲击来使蜡烛熄灭），也不能通过碰倒蜡烛的方式来灭火。它可以运用类似水、空气、二氧化碳等，由于采用风扇的方式简单可靠易行，因此大多数用户都采用灭火这种方案。
采用风扇灭火时，在灭火时机器人可采用旋转法、摆头法、强风场法等动作灭火。风扇旋转时间可采用固定时间法、实时检测火焰法等。
灭火比赛实际效果要受很多现场条件的影响，应根据实际情况，反复调整机器人速度或探测器安装位置、系统参数，优化软件算法，多学习、多思考、多总结，不断创新
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