Rencontre de robotique inter établissement règlement 2015

Règlement 2015
Version: 06/02/2015
Auteurs: Franco Di Ninno, I.I.S. Statale "Enzo FERRARI" de Susa
Patrick Faucon et Denis Vialette, lycée d’altitude de Briançon
Rencontre de robotique inter établissement règlement 2015
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Tables des matières
1 – Principe de la rencontre .................................. 3
2 – Thématique ..................................................... 3
3 – Épreuves de robotique .................................... 3
4 – Les robots........................................................ 7
5 – Déroulement des épreuves ............................. 9
6 – Grille de score ................................................. 9
7 – Jury et arbitres............................................... 10
8 – Les équipes ................................................... 10
9 – Zones de jeu et stands .................................. 11
10 – Annexes....................................................... 11
Zones de jeu et stands ........................................ 12
Plan du terrain de jeu .......................................... 13
Grille de score ..................................................... 14
Plan des positions des obstacles ........................ 15
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1 – Principe de la rencontre
Cette rencontre de robotique inter établissement est une compétition amicale de
robotique basée sur les principes suivants:
1.1 Ouverte aux jeunes en âge scolaire de lycée, organisés en équipe sous la
conduite d’enseignants de matières technologiques et scientifiques.
1.2 Basée sur une thématique.
1.3 Constituée des plusieurs épreuves de robotique, utilisant des kits LEGO
MINDSTORMS NXT 1.0 et 2.0.
1.4 Destinée à stimuler les capacités de conception et de réalisation de dispositif
complexe, ainsi que le travail en équipe.
2 – Thématique
La thématique retenue est la rencontre et l’échange amical entre le lycée d’altitude
de Briançon et I.I.S. Statale "Enzo FERRARI" de Susa.
3 – Épreuves de robotique
3.1 – Principe de la rencontre
La rencontre se compose de 6 épreuves différentes. Les équipes totalisent des
points à chaque épreuve. L’équipe qui totalise le plus de point remporte la rencontre
et se voit remettre une coupe symbolique. Celle-ci sera remise en jeu chaque année.
3.2 – Les épreuves
3.2.1 – 1ère épreuve : En passant par le Col du Montgenèvre, viens chez moi et je
vais chez toi.
Le but de l’épreuve : individuellement sur un seul plateau de jeu, le robot de chaque
équipe doit se rendre chez l’autre.
Epreuve : le robot est placé devant la ligne de départ noire indiqué par les arbitres et
il doit se rendre de l’autre coté en suivant le chemin tracé au sol. Le chemin est une
ligne noire de 10mm de large sur un fond blanc. L’épreuve est réussie si le robot
s’arrête à la ligne de départ de l’autre. Trois tentatives sont autorisées.
3.2.2 – 2ème épreuve : Viens chez moi et je vais chez toi en passant par le col, qui
sera le plus rapide ?
Le but de l’épreuve : individuellement sur un seul plateau de jeu, le robot de chaque
équipe doit se rendre le plus rapidement possible chez l’autre.
Epreuve : le robot est placé devant la ligne de départ noire indiqué par les arbitres et
il doit se rendre de l’autre coté en suivant le chemin tracé au sol. Le chemin est une
ligne noire de 10mm de large sur un fond blanc. L’épreuve est réussie si le robot
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s’arrête à la ligne de départ de l’autre. Trois tentatives sont autorisées. Le gagnant
de l’épreuve est celui qui mettra le moins de temps.
3.2.3 – 3ème épreuve : Viens chez moi et je vais chez toi en passant par le col, mais il
y a des obstacles sur le parcours que nous devons contourner.
Le but de l’épreuve : individuellement et sur un seul plateau de jeu, le robot de
chaque équipe doit se rendre de l’autre coté. Mais il y a des obstacles sur le
parcours: 2 rochers (canette en aluminium décorées). La position des 2 rochers est
définit par le plan des positions et tirée au hasard par les arbitres à l’aide d’un dé à 4
faces. Le robot devra contourner les obstacles et reprendre le chemin tracé.
Epreuve : le robot est placé devant la ligne de départ indiqué par les arbitres et il doit
se rendre de l’autre en suivant le chemin tracé au sol. Le chemin est une ligne noire
de 10mm de large sur un fond blanc. L’épreuve est réussie si le robot s’arrête à la
ligne de départ de l’autre coté et s’il a contourné les 2 rochers. Trois tentatives sont
autorisées. Le gagnant de l’épreuve est celui qui mettra le moins de temps.
3.2.4 – 4ème épreuve : Viens chez moi et je vais chez toi en passant par le col, mais il
y a des obstacles sur le parcours que nous devons retirer pour pouvoir passer.
Le but de l’épreuve : individuellement et sur un seul plateau de jeu, le robot de
chaque équipe doit se rendre de l’autre coté. Mais il y a des obstacles sur le
parcours: 2 camions (cubes), 2 rochers (canette en aluminium décorées). La position
des 2 rochers et des 2 camions est définit par le plan des positions et tirée au hasard
par les arbitres à l’aide d’un dé à 4 faces. Le robot devra retirer les obstacles et
reprendre le chemin tracé.
Epreuve : le robot est placé devant la ligne de départ noire indiqué par les arbitres et
il doit se rendre chez l’autre en suivant le chemin tracé au sol. Le chemin est une
ligne noire de 10mm de large sur un fond blanc. L’épreuve est réussie si le robot
s’arrête à la ligne de départ de l’autre coté et s’il a retiré les obstacles. Trois
tentatives sont autorisées. Le gagnant de l’épreuve est celui qui mettra le moins de
temps.
3.2.5 – 5ème épreuve : Viens chez moi et je vais chez toi en aller et retour, qui sera le
plus rapide.
Le but de l’épreuve : chaque robot doit se rendre de l’autre coté et revenir en suivant
le chemin tracé.
Epreuve : sur deux plateaux de jeu, l’épreuve se déroule en deux manches.
1ère manche : chaque robot est placé devant la ligne de départ noire indiqué par les
arbitres et doit se rendre de l’autre coté en suivant le chemin tracé au sol.
2ème manche: on change de terrain et on recommence.
Un décompte est réalisé par les arbitres et au top départ la manche est lancé.
L’épreuve est réussie si le robot s’arrête à la ligne de départ de l’autre coté. Le
gagnant de l’épreuve est celui dont l’addition des temps des deux manches est le
plus faible.
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3.2.6 – 6ème épreuve : La canette de l’amitié
Le but de l’épreuve : individuellement et sur un seul plateau de jeu, chaque robot doit
se rendre chez l’autre en suivant le chemin tracé et déplacer une canette.
Epreuve : le robot est placé devant la ligne de départ noire indiqué par les arbitres et
il doit se rendre de l’autre coté en suivant le chemin tracé au sol. La position de la
cannette est définit par le plan des positions et tirée au hasard par les arbitres à
l’aide d’un dé à 4 faces. Le robot doit déplacer (spostare) la canette vide en position
verticale jusqu’à la ligne de départ de l’autre coté. L’épreuve est réussie si le robot
s’arrête à la ligne de départ de l’autre coté avec la canette en position verticale. Trois
tentatives sont autorisées.
3.3 – Comptage des points
3.3.1 – 1ère épreuve
Si le robot a réalisé le parcours complet sans faute (suivi du chemin et arrêt en fin de
parcours), il rapporte 2 points à son équipe.
Si une partie du parcours a été effectuée, ou qu’il ne s’arrête pas en fin de parcours,
il rapporte 1 point à son équipe.
3.3.2 – 2ème épreuve
Si le robot a réalisé le parcours complet sans faute (suivi du chemin et arrêt en fin de
parcours), le temps écoulé est utilisé pour adjuger les points.
Le plus rapide rapporte 2 points à son équipe, le second 1 point.
3.3.3 – 3ème épreuve
Si le robot a réalisé le parcours complet sans faute (suivi chemin, arrêt et obstacles
non touchés), le temps écoulé est utilisé pour adjuger les points.
Si une partie du parcours a été effectuée, ou qu’il ne s’arrête pas en fin de parcours,
ou bien au moins un obstacle a été touché, chaque obstacle passé rapporte 0.5 point.
Le plus rapide et aucun objet touché rapporte 3 points à son équipe.
3.3.4 – 4ème épreuve
Si le robot a réalisé le parcours complet sans faute (suivi chemin, arrêt et obstacles
retirés), le temps écoulé est utilisé pour adjuger les points.
Si une partie du parcours a été effectuée, ou qu’il ne s’arrête pas en fin de parcours,
ou bien au moins un obstacle a été retiré, chaque obstacle retiré rapporte 0.5 point.
Le plus rapide et tous les obstacles retirés rapporte 4 points à son équipe.
3.3.5 – 5ème épreuve
Si le robot a réalisé le parcours complet sans faute (suivi de la ligne et arrêt), le
temps écoulé est utilisé pour adjuger les points.
Si une partie du parcours a été effectuée, ou qu’il arrive second 1 point est attribué.
Le plus rapide rapporte 3 points à son équipe.
3.3.6 – 6ème épreuve
Si le robot a réalisé le parcours complet sans faute (suivi, arrêt et canette en position
verticale à l’arrêt), il rapporte 2 points à son équipe.
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Si une partie du parcours a été effectuée, ou qu’il ne s’arrête pas en fin de parcours,
ou bien que la canette n’est soit pas en position verticale, il rapporte 1 point à son
équipe.
3.4 – Spécifications
3.4.1 – Le terrain de jeu
Le terrain de jeu se compose des éléments suivants:
– un plateau de 2m30 sur 1m15
– une bordure de 10mm de large, placée à l’extérieur du plateau.
– un chemin de 10mm de large,
Attention: pour des raisons techniques, une tolérance de fabrication de la table devra
être prise en compte par les équipes, les dimensions ci-dessus étant données à 10%
près.
Le plateau est de couleur blanche et les bordures d’enceinte sont noires.
Aucun engagement sur ce point n’est ce pendant pris par les organisateurs, des
impondérables pouvant nuire. Il est donc fondamental que la conception du robot
intègre cette variabilité de l’état de surface du plateau, notamment concernant les
variations de couleurs, les reflets, l’adhérence des roues ou autres moyens de
déplacement.
Divers tracés sont faits sur le plateau, pouvant servir aux robots pour se repérer
et/ou se diriger ou bien pour délimiter des zones du terrain. Ces tracés sont
constitués de lignes de couleur noire. Les lignes mesurent 10mm de largeur.
3.4.2 – Les éléments de jeu
3.4.2.1 – Les obstacles
Les obstacles sont représentés des cubes (40mm, 40mm, 40mm) pour les camions,
des canettes en aluminium pour les rochers (boîte 33 cl standard vide, dimensions
(mm) : 116 x 66) et une canette en aluminium pour la canette de l’amitié.
3.4.2.2 – Le placement des obstacles
Les obstacles seront placés au milieu du chemin suivant le plan des positions.
Pour la 3ème épreuve, la position des 2 rochers est tirée au hasard par les arbitres à
l’aide d’un dé à 4 faces. Les arbitres installent ensuite les obstacles.
Pour la 4ème épreuve, la position des 2 rochers et des 2 camions est tirée au hasard
par les arbitres à l’aide d’un dé à 4 faces. Les arbitres installent ensuite les obstacles.
3.4.2.3 – Plan des positions des obstacles
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4 – Les robots
4.1 – Construction
Chaque équipe ne peut engager qu’un seul robot, qui devra être réalisé sur la base
des kits LEGO Mindstorms NXT. Un robot de réserve peut tout de même être prévu
par les équipes. Il n’y a pas de limitation du nombre de capteurs et de moteurs et
pourront provenir de toute boîte de LEGO Mindstorms et Technics.
Les contraintes suivantes s’appliqueront cependant:
– utilisation d’une seule brique NXT ;
– réalisation 85% LEGO, sans collage définitif, ni vissage des pièces entre elles ;
– autorisation de capteurs non inclus dans le kit NXTLEGO (version1 ou version2),
aux conditions décrites dans le paragraphe 4.2.
Ces choix sont dictés par la volonté d’étendre le champ d’investigation technique,
tout en maintenant l’épreuve à la portée des jeunes, et également sans introduire
trop de disparités de moyens entre les équipes.
Le fait de ne pas contraindre le nombre de capteurs ou de pièces devrait stimuler la
créativité au niveau des solutions techniques, et notamment inciter les équipes à
trouver d’autres méthodes de déplacement que le recours à de simples
temporisations (solution dont ils ont pour la plupart déjà constaté les limites et les
faiblesses). Il ne faut par contre pas que cette latitude ne conduise à un déperdition
d’énergie au niveau de la conception du robot, et il appartiendra à l’encadrant de s’en
assurer en sensibilisant les équipiers aux risques de systèmes trop complexes
(fiabilité, maîtrise,...)
4.2 – Extensions LEGO autorisées
Diverses extensions compatibles LEGO sont disponibles maintenant en dehors du kit
NXT standard. Il s’agit:
– de capteurs additionnels (détection de couleur, suivi de ligne, compas,...),
– d’interfaces permettant l’utilisation de servomoteurs de modélisme,
– d’extensions permettant d’augmenter le nombre de capteurs ou d’actionneurs
pouvant être connectés à la brique NXT.
Ces produits sont proposés par les sociétés MindSensors et HiTechnic par exemple,
et sont également disponibles pour la plupart via le site de vente en ligne de la
société LEGO.
http://www.mindsensors.com
http://www.hitechnic.com/
http://shop.lego.com/default.aspx?shipto=fr&LangId=1036
http://www.generationrobots.com/fr/157-lego-mindstorms-nxt-et-ev3
Cependant, afin de maintenir une équité entre les équipes face aux moyens
techniques (et financiers) dont elles peuvent disposer, l’utilisation de ce type
d’extension ne sera autorisée que pour 15% du volume du robot.
Les encadrants doivent porter leur attention sur le fait que s’il est indéniable que ces
extensions accroissent le champ des possibilités, cela se fait au prix du temps
consacré à apprendre leur mise en œuvre, tant sur le plan mécanique
qu’informatique. Faites donc bien réfléchir vos élèves avant de partir sur ce type de
choix.
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4.3 – Contraintes techniques
Dimensions : Le robot doit tenir dans un volume
parallélépipédique L : 25 cm, l : 25 cm et p : 25 cm.
Attention cependant aux distances limites imposées
par les obstacles, le plateau de jeu et les courbes
imposées.
h
Énergie : Le robot doit être autonome en d’énergie.
p
Celle-ci peut être constituée de piles et/ou batteries
L
contenues dans le boîtier du NXT. L’utilisation de blocs
secteur ne sera pas autorisée pendant les épreuves afin de ne pas complexifier la
logistique de la manifestation, et de ne pas créer des différences entre les équipes.
Dans le cas où pour des raisons évidentes d’économie vous utilisez un bloc secteur
pour les essais, pensez donc à bien valider vos solutions en utilisant des piles ou des
accumulateurs rechargeables. En dehors des épreuves, il sera bien sûr possible de
recharger les batteries.
Programmation : la programmation du robot peut être réalisée avec n’importe quel
outil disponible librement (c'est-à-dire sans sur coût). Cela inclut donc les
environnements graphiques fournis par LEGO, mais également des outils tels que
NQC, Java et autres logiciels libres disponibles sur Internet.
Une exception est faite pour l’environnement Robot C, qui n’entre pas dans la
catégorie des logiciels libres et gratuits. Mais attention au coût de la licence.
Dans le cas de l’utilisation d’autres outils que ceux fournis par LEGO, il sera vérifié
lors de l’homologation que les participants en connaissent réellement l’utilisation et
qu’ils les ont utilisés eux-mêmes.
Autres : Un robot a le droit de transporter un ou plusieurs objets, sans limitation de
quantité. Par transporter, on entend les déplacer de manière intentionnelle.
4.4 – Homologation
Avant de pouvoir disputer les épreuves, les équipes devront se présenter à une
étape d’homologation qui consiste à vérifier que les divers points du règlement ont
bien été intégrés et respectés. Le jury et arbitres s’intéresseront en priorité aux
aspects suivants:
– Dimensions : Le robot doit tenir dans un volume
parallélépipédique L : 25 cm, l : 25 cm et h : 25 cm ;
La vérification sera réalisée à l’aide d’un gabarit.
h
L
– respect des contraintes de construction du robot, telles qu’exposées en section 4 ;
– maîtrise des éléments de solution (principes mécaniques, extensions,...) et outils
de programmation utilisés. Il pourra être demandé à un des membres de l’équipe
d’exposer ces points aux arbitres.
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5 – Déroulement des épreuves
5.1 – Durée
La durée d’une épreuve n’a pas de maximum, mais les arbitres a la possibilité
d’arrêter l’épreuve. Un décompte peut éventuellement être effectué par le jury.
Les équipes disposent de 3 minutes maximum pour préparer leur robot à partir du
moment où elles ont rejoint le ou les terrains de jeu.
5.2 – Position de départ
Le lieu de départ du robot se indiqué par les arbitres. Le robot
devra être positionné derrière la ligne noire comme indiqué sur le
croquis.
Robot
5.3 – Position d’arrivée
Les arbitres arrêteront le chronométrage sous deux conditions :
• le robot doit être arrêté,
• et une partie du robot doit être au dessus de la ligne
d’arrivée.
Robot
Un seul membre de l’équipe par épreuve sera chargé de mettre en place et de
démarrer le robot.
Pendant les épreuves, aucune action sur le robot n’est autorisée, faute de quoi
l’équipe marquera un score nul.
Une fois le robot démarré, l’équipe n’a plus le droit d’y toucher avant que le
chronométrage ne soit arrêté et que l’autorisation en soit donnée par les arbitres. Le
non respect de cette règle entraînera la disqualification de l’équipe pour cette
épreuve qui par conséquent marquera un score nul.
6 – Grille de score
Ce chapitre donne quelques précisions sur la méthode que nous utiliserons pour
intégrer les différentes facettes de la rencontre dans le classement général. Attention,
ceci n’est donné qu’à titre indicatif, et ne saurait constituer un élément définitif du
règlement, les circonstances nous obligeant parfois à des adaptations au dernier
moment. Dans tous les cas, soyez assurés que ces adaptations seront toujours
faites dans un esprit d’équité.
Chaque épreuve donne un nombre de points correspondant au score marqué. Les
équipes sont ensuite classées en fonction de ce score, et le rang obtenu traduit en
nombre de points.
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7 – Jury et arbitres
Le jury sera composé d’au moins deux personnes adultes de chaque établissement
qui cumulent les fonctions de juges et arbitres. Chaque membre devra connaître le
règlement pour pouvoir le faire respecter. Le jury est souverain et fait respecter le
règlement.
7.1 Homologation
Avant de pouvoir disputer les épreuves, les équipes devront se présenter à une
étape d’homologation qui consiste à vérifier que les divers points du règlement ont
bien été intégrés et respectés. Le jury s’intéressera en priorité aux aspects suivants:
– Dimensions : Le robot doit tenir dans un volume parallélépipédique L : 25 cm, l : 25
cm et h : 25 cm ;
– respect des contraintes de construction du robot, telles qu’exposées en section 4 ;
– maîtrise des éléments de solution (principes mécaniques, extensions,...) et outils
de programmation utilisés. Il pourra être demandé à un des membres de l’équipe
d’exposer ces points aux arbitres.
7.2 Déroulement des épreuves
Pendant le déroulement des épreuves les arbitres :
• indique les lieux et positions de départ des robots ;
• réalise un décompte avant le top départ ;
• mettent en œuvre un chronométrage ;
• gèrent la durée des épreuves ;
• gèrent le nombre de tentatives autorisées ;
• réalisent le décompte éventuellement effectué des temps de remise en
configuration entre tentatives successives selon l’épreuve ;
• vérifient la position de départ du robot et jugent l’arrivée de l’épreuve.
Ils ont tous pouvoir pour assurer le bon déroulement des épreuves. Ils peuvent
autoriser ou non la reprise d’une épreuve;
• peuvent décider de pénaliser ou disqualifiée une équipe s’ils le jugent justifiés.
7.3 Matériels nécessaire
•
•
•
•
•
salle appropriée suivant plan « Zones de jeu et stands » ;
tables et chaises pour stands avec possibilités de réseau électrique 230 volts ;
chronométrés ;
Dé à 4 faces ;
grilles des scores.
8 – Les équipes
Une équipe par établissement est composée d’environ 10 adolescents en âge
scolaire de lycée sous la conduite d’enseignants de matières technologiques et
scientifiques.
Chaque équipe sera accompagnée d’une équipe d’une dizaine de supporters.
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9 – Zones de jeu et stands
Les épreuves se dérouleront dans une zone de jeu seulement accessible aux
équipes, au jury et arbitres. Selon les épreuves les arbitres désignent le coté affecté
à chaque équipe. Chaque équipe disposera d’une zone de stand lui permettant de
déposé sont matériels, procéder à des réglages, adapter les programmes …
Chaque équipe disposera d’une zone de supporters.
10 – Annexes
–
–
–
–
Zones de jeu et stands, page 12
Plan du terrain de jeu, page 13
Grille des scores, page 14
Plan des positions des obstacles, page 15
A vous de jouer maintenant, que les meilleurs gagnent, mais souvenez-vous surtout
que l’essentiel c’est de participer.
Franco Di Ninno
I.I.S. Statale "Enzo FERRARI" de Susa
Patrick Faucon et Denis Vialette
Lycée d’altitude de Briançon
Liens :
Rencontre de robotique avec l’Institut Technologique "Enzo Ferrari" de Suse
http://www.lyc-altitude.ac-aix-marseille.fr/spip/spip.php?article695
http://www.villebriancon.fr/l_equipe_du_lycee_en_seconde_position_a_la_rencontre_de_suse.html
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Zones de jeu et stands
Robot
Briançon
Briançon
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Robot Suse
Suse
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Plan du terrain de jeu
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Grille des scores
Etablissement:
Arbitre(s):
Homologation
Respect des contraintes de construction du robot (section 4
0,5
1
2
3
4
0,5
1
2
3
4
Dimension 25 cm * 25 cm * 25 cm
Réalisation à 85% en LEGO, sans collage, ni vissage des pièces
Capteurs non inclus dans le kit NXT LEGO
Énergie (autonomie)
Programmation avec outil disponible librement ou logiciel LEGO
Maîtrise des éléments de programmation
Maîtrise des éléments de solution (principes, extensions…)
Déroulement des épreuves
1
5
ème
ère
épreuve
2
ème
épreuve temps:
2
ème
épreuve
3
ème
épreuve temps:
3
ème
épreuve
4
ème
épreuve
5
ème
épreuve
6
ème
épreuve
épreuve 1ère manche :
2ère manche :
Total
0,00
Sous Total
Total
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Plan des positions des obstacles
Obstacle
n°2
Obstacle
n°4
Obstacle
n°1
Obstacle
n°3
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