2021年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)11月4日8：00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题：高 职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 (2)参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 (3)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身 份的有效证件（如学生证）随时备查。 (4)每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 (5)竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计 制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参 赛队取消评审资格。 (6)11月7日20：00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 植保飞行器(G题) 【本科组】 一任务 设计一基于四旋翼飞行器的模拟植保飞行器，能够对指定田块完成“撒药” 作业。如图1所示作业区中，灰色部分是非播撒区域，绿色部分是待“播撒农药” 的区域，分成多个50cm× 500cm 50cm虚线格区块，用 1~28数字标识，以全覆盖 150cm 200cm 飞行方式完成播撒作业。 作业中播撒区域不得漏 撒、重复播撒，非播撒区 域不得播撒，否则将扣分：星 播撒作业完成时间越短 越好。 75cm f100cm 图1中，黑底白字的 “十字是飞行器起降点标 识；“21”是播撒作业起点 区块，用“A标识；飞行 图1播撒作业区示意图 器用启闭可控、垂直向下安装 的激光笔的闪烁光点表示播撒动作，光点在每个区块闪烁1~3次视为正常播撒： 同一区块光点闪烁次数大于3次，将被认定为重复播撒。激光笔光点闪烁周期 G-1/4
G - 1 / 4 2021 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）11 月 4 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高 职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 （2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身 份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。 （5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计 制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参 赛队取消评审资格。 （6）11 月 7 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 植保飞行器（G 题） 【本科组】 一 任务 设计一基于四旋翼飞行器的模拟植保飞行器，能够对指定田块完成“撒药” 作业。如图 1 所示作业区中，灰色部分是非播撒区域，绿色部分是待 “播撒农药” 的区域，分成多个 50cm× 50cm 虚线格区块，用 1~28 数字标识，以全覆盖 飞行方式完成播撒作业。 作业中播撒区域不得漏 撒、重复播撒，非播撒区 域不得播撒，否则将扣分； 播撒作业完成时间越短 越好。 图 1 中，黑底白字的 “十”字是飞行器起降点标 识；“21”是播撒作业起点 区块，用“A”标识；飞行 器用启闭可控、垂直向下安装 的激光笔的闪烁光点表示播撒动作，光点在每个区块闪烁 1~3 次视为正常播撒； 同一区块光点闪烁次数大于 3 次，将被认定为重复播撒。激光笔光点闪烁周期 500cm 400cm 50cm 300cm 150cm 200cm 100cm 200cm 100cm A 4 3 2 1 6 5 8 7 17 10 9 50cm 14 13 12 11 21 20 19 18 16 15 26 25 24 23 22 28 27 75cm 75cm 图 1 播撒作业区示意图
1-2s。 二要求 1.基本要求 (1)飞行器在“十字起降点垂直起飞，升空至150±10cm巡航高度。 (2)寻找播撒作业起点，从“A”所在区块开始“撒药”作业。 (3)必须在360秒内完成对图1中所有绿色区块进行全覆盖播撒。 (4)作业完成后稳定准确降落在起降点；飞行器几何中心点与起降点中心 距离的偏差不大于±10cm。 2.发挥部分 (1)将作业区中任意位置的3~4个连续播撒区块改为用非播撒区域颜色覆 盖，重复基本要求(1)~(3)的作业。 (2)在作业区中放置一只高度为150cm、直径3.5±0.5cm的黑色杆塔，杆 塔上套有圆环形条形码（放条码的高度为120~140cm):作业中或返航途中，飞 行器识别条形码所表征的数字，用LED闪烁次数显示数字，间隔数秒后再次闪 烁显示。 (3)以起降点十”字中心为圆心，以上述(2)中识别的数字乘10cm为半 径，飞行器在该圆周上稳定降落；飞行器几何中心点与该圆周最近距离的偏差不 大于±10cm. (4)在测试现场随机抽取一个项目，30分钟内现场完成一组飞行动作任务 的编程调试，并完成飞行动作。 (5)其他。 三说明 1.作业现场说明 (1)参赛队在赛区提供的测试现场测试， 不得擅自改变测试环境条件。 (2)作业区域铺设亚光喷绘布，非播撒区 为淡灰色(R-240,G-240,B-240),播撒作业 区为淡绿色(R-150,G-250,B-150),播撒区 中区块数字编号颜色与非播撒区相同；播撒区上 右两侧有0.5cm宽黑色标志线；参赛队应考虑到 材料及颜料导致颜色存在差异的可能性。 (3)作业起始区块标志“A”为加粗黑体， 字符高25cm。 图2条形码示意图 G-2/4
G - 2 / 4 1~2s。 二 要求 1. 基本要求 （1）飞行器在“十”字起降点垂直起飞，升空至 150 ± 10cm 巡航高度。 （2）寻找播撒作业起点，从“A”所在区块开始“撒药”作业。 （3）必须在 360 秒内完成对图 1 中所有绿色区块进行全覆盖播撒。 （4）作业完成后稳定准确降落在起降点；飞行器几何中心点与起降点中心 距离的偏差不大于 ± 10cm。 2. 发挥部分 （1）将作业区中任意位置的 3~4 个连续播撒区块改为用非播撒区域颜色覆 盖，重复基本要求（1）~（3）的作业。 （2）在作业区中放置一只高度为 150cm、直径 3.5 ± 0.5cm 的黑色杆塔，杆 塔上套有圆环形条形码（放条码的高度为 120~140cm）；作业中或返航途中，飞 行器识别条形码所表征的数字，用 LED 闪烁次数显示数字，间隔数秒后再次闪 烁显示。 （3）以起降点“十”字中心为圆心，以上述（2）中识别的数字乘 10cm 为半 径，飞行器在该圆周上稳定降落；飞行器几何中心点与该圆周最近距离的偏差不 大于 ± 10cm。 （4）在测试现场随机抽取一个项目，30 分钟内现场完成一组飞行动作任务 的编程调试，并完成飞行动作。 （5）其他。 三 说明 1.作业现场说明 （1）参赛队在赛区提供的测试现场测试， 不得擅自改变测试环境条件。 （2）作业区域铺设亚光喷绘布，非播撒区 为淡灰色（R-240，G-240，B-240），播撒作业 区为淡绿色（R-150，G-250，B-150），播撒区 中区块数字编号颜色与非播撒区相同；播撒区上、 右两侧有 0.5cm 宽黑色标志线；参赛队应考虑到 材料及颜料导致颜色存在差异的可能性。 （3）作业起始区块标志“A”为加粗黑体， 字符高 25cm。 图 2 条形码示意图
(4)400cm×500cm作业区四周及顶部设置安全网，安全网外有支架。 (5)测试现场避免阳光直射，但不排除顶部照明灯及窗外环境光照射，参 赛队应考虑到测试现场会受到外界光照或室内照明不均等影响因素：测试时不得 提出光照条件要求。 (6)杆塔放置在作业区中非播撒区域，距离边缘100cm以上。杆塔颜色为 黑色，套有环形黑白条形码。4位数条形码高度为4cm,制成圆环状套在杆塔顶 部。参见图2。条形码图片可在网站上生成，网址： http://barcode.cnaidc.com/html/BCGcode128b.php 2.飞行器要求 (1)参赛队使用飞行器时应遵守中国民用航空局的相关管理规定。 (2)飞行器最大轴间距不大于45cm。 (3)飞行器桨叶必须全防护，否则不得测试。 (4)飞行器上的激光笔垂直向下安装，不可移动、转动，激光笔可被控制 开或关。 (5)起飞前，飞行器可手动放置到起降点；起飞可手动一键启动，起飞后 整个飞行过程中不得人为干预：若采用飞行器以外的启动操作装置，一键启动起 飞操作后必须立刻将装置交给工作人员。 (6)调试及测试时必须佩戴防护眼镜，穿戴防护手套。 3.测试要求与说明 (1)基本要求(1)~(4)的作业须连续完成，期间不得人为干预；发挥部 分(1)~(3)的作业亦如此。基本部分可测试两次，参赛者选择其中一次记录： 发挥部分只能测试一次。 (2)飞行器播撒作业可参考激光笔光点轨迹判定：激光点在图1所示播撒 区虚线格中闪烁1~3次即视为正常播撒：若激光点在同一虚线格中往复或闪烁次 数大于3次即视为重复播撒：激光点未在虚线格内闪烁视为漏撒。飞行器飞行经 过但激光笔未开启，不作为播撒。 (3)每次测试全过程中不得更换电池；两次测试之间允许更换电池，更换 电池时间不大于2分钟。 (4)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，失败前完成动作仍计分。 (5)基本要求及发挥部分播撒作业全程不能在360秒内完成的不记录成绩。 (6)发挥部分中，先放置杆塔后再开始测试。 (7)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。 (8)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 G-3/4
G - 3 / 4 （4）400cm × 500cm 作业区四周及顶部设置安全网，安全网外有支架。 （5）测试现场避免阳光直射，但不排除顶部照明灯及窗外环境光照射，参 赛队应考虑到测试现场会受到外界光照或室内照明不均等影响因素；测试时不得 提出光照条件要求。 （6）杆塔放置在作业区中非播撒区域，距离边缘 100cm 以上。杆塔颜色为 黑色，套有环形黑白条形码。4 位数条形码高度为 4cm，制成圆环状套在杆塔顶 部。参见图 2。条形码图片可在网站上生成，网址： http://barcode.cnaidc.com/html/BCGcode128b.php 2.飞行器要求 （1）参赛队使用飞行器时应遵守中国民用航空局的相关管理规定。 （2）飞行器最大轴间距不大于 45cm。 （3）飞行器桨叶必须全防护，否则不得测试。 （4）飞行器上的激光笔垂直向下安装，不可移动、转动，激光笔可被控制 开或关。 （5）起飞前，飞行器可手动放置到起降点；起飞可手动一键启动，起飞后 整个飞行过程中不得人为干预；若采用飞行器以外的启动操作装置，一键启动起 飞操作后必须立刻将装置交给工作人员。 （6）调试及测试时必须佩戴防护眼镜，穿戴防护手套。 3. 测试要求与说明 （1）基本要求（1）~（4）的作业须连续完成，期间不得人为干预；发挥部 分（1）~（3）的作业亦如此。基本部分可测试两次，参赛者选择其中一次记录； 发挥部分只能测试一次。 （2）飞行器播撒作业可参考激光笔光点轨迹判定：激光点在图 1 所示播撒 区虚线格中闪烁 1~3 次即视为正常播撒；若激光点在同一虚线格中往复或闪烁次 数大于 3 次即视为重复播撒；激光点未在虚线格内闪烁视为漏撒。飞行器飞行经 过但激光笔未开启，不作为播撒。 （3）每次测试全过程中不得更换电池；两次测试之间允许更换电池，更换 电池时间不大于 2 分钟。 （4）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，失败前完成动作仍计分。 （5）基本要求及发挥部分播撒作业全程不能在 360 秒内完成的不记录成绩。 （6）发挥部分中，先放置杆塔后再开始测试。 （7）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。 （8）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。 四评分标准 项目 主要内容 满分 技术路线，系统结构，方案描述， 方案论证 3 比较与选择 理论分析与计算 控制方法描述及参数计算 5 系统组成，原理框图与各部分电 电路与程序设计 7 设计报告 路图，系统软件设计与流程图 测试方案及测试条件，测试结果 测试方案与测试结果 3 完整性，测试结果分析 摘要、报告正文结构、公式、图 设计报告结构及规范性 2 表的完整性和规范性 合计 20 完成第(1)项 5 完成第(2)项 基本要求 完成第(3)项 30 完成第(4)项 10 合计 50 完成第(1)项 20 完成第(2)项 2 完成第(3)项 8 发挥部分 完成第(4)项 15 完成第(5)项 5 合计 50 总分 120 G.4/4
G - 4 / 4 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。 四 评分标准 设计报告 项 目 主要内容 满分 方案论证 技术路线，系统结构，方案描述， 比较与选择 3 理论分析与计算 控制方法描述及参数计算 5 电路与程序设计 系统组成，原理框图与各部分电 路图，系统软件设计与流程图 7 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件，测试结果 完整性，测试结果分析 3 设计报告结构及规范性 摘要、报告正文结构、公式、图 表的完整性和规范性 2 合计 20 基本要求 完成第（1）项 5 完成第（2）项 5 完成第（3）项 30 完成第（4）项 10 合计 50 发挥部分 完成第（1）项 20 完成第（2）项 2 完成第（3）项 8 完成第（4）项 15 完成第（5）项 5 合计 50 总 分 120