第21届全国大学生智能汽车竞赛地瓜机器人赛项：智慧医疗

• 第二十一届全国大学生智能汽车竞赛比赛规则
• 地瓜机器人-智慧医疗挑战赛方案汇报

01智慧医疗

一、竞赛导读

1. 延续复用第19届、第20届的竞赛地图、竞赛车模等物料。

2. 放宽车模要求条件，第21届智能汽车竞赛，origincar系列均可参赛，同时也允许参赛队对车模进行改装。（origincar系列车模价格为2999元起；RDK X3 379元；RDK X5 699元；RDK S100 2799元）。

3. 改动要求，除车模底盘（车体结构、电机、转向舵机，车轮）不能调整，主控必须使用地瓜机器人RDK系列开发板外，其余均可调整。

4. 为减少网络影响，允许参赛队自由选择采用网络手动遥测模式和全程自主运动模式进行完赛。

5. 本届赛题难度，在第20届赛题的基础上整体增加约30%的难度。赛题新增一项任务，参赛队需要自主设计（包括：解决方案、硬件、软件等）来完成二维码的识别。

二、赛事简介

1、赛事背景

地瓜机器人挑战赛是全国大学生智能车竞赛体系中面向智能感知、智能决策、智能执行、数字孪生、大模型、AI应用的综合性赛事。该赛项以医疗特定场景为参考，通过构建 “数字孪生环境 + 物理智能车平台” 系统，让参赛队在多模态数据处理、遥操作、人机协作、机器人自主建图导航避障、机械抓取等关键技术上进行系统性实践。

全国大学生智能车竞赛发展至今已逐步从早期的单纯竞速转向 “智能系统场景化竞赛”，出现了智慧物流、智慧医疗、智慧家庭等赛项。本挑战赛在整个体系中的定位是：更强调“多模态交互”（VLA：视觉 + 指令 + 人机操作），更强调“任务逻辑链条的完整性”而非单点技术，让参赛队伍经历“感知→理解→决策→执行”的完整链路，既能避免传统竞速类比赛中过度强调速度，也更好的突出“系统工程能力”，培养更符合“智能时代需求”的复合型人才。

2、赛事目的

本次竞赛旨在通过智能机器人在医疗场景下的应用，以推动机器人、人工智能等相关专业“以赛促教”、“以赛促学”。竞赛主要涉及的知识点包括：赛事方案的整体设计、运动控制设计、硬件电路设计、机械结构设计、AI 视觉的应用开发设计、数字孪生应用、遥操作以及大模型交互在数字环境与物理环境下的融合。

3、赛事准备

本次竞赛，参赛团队成员，需要掌握 C++/Python、移动机器人、人工智能、ROS、嵌入式系统、自动控制、数字孪生、电路设计，软件系统制作，通信、大模型开发等相关技术知识，能利用 CoStudio 等软件对车模进行远程运动控制。相关前置课程知识可登录地瓜机器人开发者社区（地瓜机器人开发者社区 - 开源具身智能平台)或者古月学院(古月学院)课程中心获取。

4、参赛要求

1. 本赛项面向全国全日制在校研究生、本科生和职业院校学生。
2. 本赛项为团体赛形式，每支参赛队由不超过5名学生（其中最多1名研究生）和不超过2名指导教师组成。学生必须是截止到2026年6月仍然在校的学生。
3. 所有参赛队必须以学校为单位进行报名，不得跨校组队。本赛项区分本科组和职校组两个组别，本科及职校在不同组别下竞赛，报名时须明确参加的组别。

注：山东、安徽、浙江、新疆赛区规则以省组委会公布为准。

所有参赛选手报名须保证所提供的个人信息真实、准确、有效，否则取消选手参赛资格，参赛队伍报名成功后，不得调整和更换参赛队员。

02竞赛方案

一、竞赛任务简介

本赛题立足智慧医疗场景，围绕智能机器人在医疗环境中的目标检查、巡检等任务展开，旨在考察参赛选手构建智能化、人机协同系统的综合能力。比赛要求选手在限定时间内设计、搭建并调试一个集数字孪生、机器视觉、遥操作与大模型交互于一体的智能机器人平台，使其能够在模拟的医疗场景中自主完成指定任务。

参赛选手需要部署具备场景感知、任务目标识别和动态障碍物检测能力的机器视觉系统，使智能车模能够对环境变化做出准确判断，并按照任务要求自主决策或响应指令。选手可选择自主选择策略及方案，搭建人机协同遥操作体系，让操作者在关键环节介入控制，保证机器人作业的精确性与安全性。此外，任务还集成大语言模型、数字孪生、人机交互等技术应用，使任务指令能够更直观、更灵活的方式传达与执行。

二、比赛要求

1、物理环境比赛场地

物理环境比赛场地的设计尺寸为5米*5米，分为A、B、C三个区域。除障碍物位置为随机设置外，其他设施均固定在地图指定区域位置。竞赛场景元素包括：地图、障碍物、和围栏板。相关元素将会后续在古月居官方网站上提供购买渠道，以及供打印的地图源文件。

• 区域 A（浅蓝色）：场景大厅，区域尺寸 5 米*2 米。区域左下角为固定位置的发车点/停车点（P）；区域右上角为固定位置的任务发布点，任务发布点处将放置任务识别元素；区域内若干个随机放置的障碍物（图中黑色三角形表示），用来场景大厅内出现的障碍物。
• 区域 B（浅黄色）：场景的通道区，区域尺寸 5 米*0.5 米。区域中间位置有长度为 0.5 米、宽度为 1 米的通道，通道将区域 A、B、C 连接。
• 区域 C（浅绿色）：场景的诊疗区，区域尺寸5米*2.5米。区域的浅绿色部分为场景的诊疗室，中间黄色部分为环形通道，通道的宽度为0.5米。区域C中会放置一个人形立牌与障碍物。

注：人形立牌为开放性图形。

2、赛场环境

竞赛赛场为无磁场干扰环境。地图由25平米的刀刮布绘制而成。考虑到竞赛场地环境可能存在表面不平整、边框上有裂缝、光照条件有变化等因素，各参赛队在设计智能机器人时，需要考虑各种环境下的应对措施。

3.、障碍物

每场比赛会在地图内设置5个及以上的障碍物，车模运行时需要避开障碍物，否则比赛时会有相应的加时处罚，障碍物会在地图内的多个障碍区中随机摆放。

4、竞赛车模及开发板

本竞赛仅允许使用 OriginCar系列智能机器人套件作为竞赛车模（以下简称：车模），同时车模允许改装。

• 除车模底盘、车模主控外，允许参赛队任意改装。
• 车模底盘（车体结构、电机、转向舵机，车轮）保持不变；
• 车模主控必须采用RDK 系列（RDK X3、RDK X5、RDK S100）。

● OriginCar、Origincar Pro 智能机器人套件介绍

OriginCar、OriginCar Pro智能移动机器人搭载地瓜机器人开发者套件RDK系列开发板，具备5/10Tops强劲算力支持多种AI算法，兼容ROS/ROS2生态中众多应用功能。移动机器人采用四轮阿克曼结构，兼具以下几个特点：大算力控制系统，为AI应用提供无限可能；搭载单目相机、深度相机等多种传感器融合，适配高精度运动与感知；阿克曼运动形态，完美匹配智能驾驶场；三层板机械结构，小小躯体却有大大容量；可扩展车载OLED屏幕，让开发与调试更加直观；可拓展激光雷达具有建图导航等功能。

• 淘宝链接：OriginCar智能机器人ROS小车套件第十九届全国大学生智能车竞赛-淘宝网

• 淘宝链接：OriginCar Pro智能机器人套件,支持ROS2,10TOPS算力,配定制课程-淘宝网

● RDK主控处理器介绍

地瓜机器人RDK X3机器人开发者套件是一款面向生态开发者的高效边缘计算平台，具有 5 TOPs 推理算力，可同时处理多路 MIPICamera 输入并支持最高 4K 60 帧的 H.264/H.265 编解码能力，支持 2.4G/5G 无线网络，接口兼容树莓派系列开发板。

地瓜机器人RDK X5机器人开发者套件是拥有极致算力性价比与极简开发体验的机器人全能开发首选。搭载旭日 5 智能计算芯片，具有 10 TOPs 算力和先进大模型及视觉算法加持，是千元内最佳机器人开发平台，只需一根 Type-C 线即可玩转上百种应用，同时配套软硬协同、端云一体的全链路开发平台，并提供 100+机器人配/套件自由选择，可高效搭建多样化机器人产品，让智能的发生更简单。

地瓜机器人RDK S100机器人开发者套件,搭载 S100 智能计算芯片，BPU 可提供高达 80 TOPS / 128 TOPS 的算力，是一款面向智能计算与机器人应用的开发板，接口丰富、简单易用，独特的异构设计可以同时兼顾感知推理和实时运动控制的需求，减少控制系统的体积和复杂度。

5、软件中心

NodeHub智能机器人应用中心，为机器人爱好者打造的智能机器人应用中心,旨在以更加简单、高效、开放的方式协助机器人爱好者开发自己的智能机器人。

RDK Studio 是一款面向 RDK 机器人开发平台的易用性开发工具，帮助开发者在极短时间内理解并上手 RDK 的核心能力，实现“5 分钟完成算法方案演示”。在此基础上，RDK Studio 同时支持开发者将演示方案平滑扩展为可持续迭代的完整应用方案，加速从学习、验证到实际开发的全过程。

• 路径： https://developer.d-robotics.cc/nodehub

为进一步提升竞赛过程中的技术沉淀与成果复用价值，本赛项引入竞赛方案上传机制。参赛队伍需围绕本赛项的系统设计与工程实现过程，对竞赛方案进行阶段性整理与提交。方案上传旨在鼓励参赛队伍系统性总结在智能感知、决策控制、人机协同与工程实现等方面的实践经验，形成可复盘、可复用的技术成果，为后续竞赛与教学活动提供支撑。

竞赛方案上传采用分阶段实施方式。在赛前阶段，参赛队伍需完成竞赛方案备案，简要说明所选用的 RDK 型号、参赛模式（遥操作模式或全自动模式）以及整体技术路线，用于赛事管理与技术支持参考，不作为评分依据。在校赛、省赛等赛中阶段，鼓励参赛队伍在比赛结束后提交实际参赛方案，对规则适配情况、系统调整内容及关键问题进行总结记录，参赛队伍原则上需在赛后完成完整方案提交。
所提交的竞赛方案应以系统方案说明为核心内容，包括但不限于整体系统架构、硬件与软件设计思路、关键任务实现策略及竞赛任务适配说明。方案鼓励采用标准化文档形式进行整理，可结合架构图、流程图、图片或视频链接进行说明，但不强制要求提交完整源代码。参赛队伍可根据实际情况选择是否公开方案内容，赛事组织方充分尊重参赛队伍的原创成果与知识产权。

竞赛方案赛后通过地瓜机器人开发者社区 - NodeHub模块：https://developer.d-robotics.cc/nodehub进行提交与管理，完成方案上传的参赛队伍，将在后续技术支持、优秀方案遴选及生态共建活动中予以优先考虑。

三、比赛任务

1.前置任务

比赛开始前，各参赛队需要在五分钟内完成竞赛的相关部署，包括：竞赛方案、硬件搭建、控制程序、平台软件，通信测试等。

2.赛题任务

围绕比赛主题——智慧医疗，在竞赛规定240秒时间内，完成竞赛环节的各子任务，并以任务完成度以及任务完成的时间进行参赛队排名。

• 子任务 1：物理环境中，车模从大厅的发车点§出发，前往任务发布点。除不得触碰本区域的障碍物外，车模可在本区域的任意位置行驶，车模到达任务发布点视为子任务1完成。

• 子任务 2：车模到达任务发布点后，利用机电设备（自主设计，如用到主控设备，主控必须为地瓜机器人的RDK系列主控）将二维码翻转(不限制实现方式)，车模需要识别并获取任务信息。

任务信息获取的判断模式不限：

（1）可以发布至上位机进行显示；
（2）可以智能车语音播报；
（3）可以智能车车载显示屏显示等。

• 子任务 3：车模获得任务信息后，智能车获得任务信息后，需要按任务要求完成在黄色通道的运行，其中需要完成运行中图片的识别。
  本环节，可选择采用自动行驶模式或者遥操作的模式。如果采用遥操作模式，需要参赛队员B在数字环境中，通过键盘操控数字环境的车模。物理环境中，车模通过区域B的通道，前往区域C进行巡航，车模在区域B和区域C执行任务时只能在黄色范围的通道上行驶，需要按获取的任务要求，顺时针或者逆时针沿着黄色通道行驶一周，在行驶过程中车模如观察到人形立牌，需要将识别到的人形数据通过大模型图生文反馈到数字环境中或使用语音播报的形式进行展示，当车模在物理环境离开区域 B，并向车模发送自动状态指令，子任务3完成。

• 子任务 4：完成任务3后，进入子任务4。

如果任务3选择遥操作模式，需要数字环境中，选手B发布自动状态后，车模进入自动状态，需从区域B(通道处)出口，自主前往结束点(P点，2/3在蓝白区域内)，任务完成。如果任务三选择自动模式，智能车可直接自主运行到P点(P点，2/3在蓝白区域内)， 任务完成。

四、规则详情

1.赛场发车流程

比赛过程中，参赛队按照工作人员指令依次上场。每场比赛仅允许一支参赛队的 1 台车模竞赛，同时只允许三名队员上场。上场后选手有 5 分钟时间进行准备。根据裁判员发出“倒计时 3、2、1，发车”口令后，参赛队员启动车模。裁判员未发口令时，参赛队员不能擅自抢发车或误发车。出现误发车一次将被警告，计时器不计时，误发车两次将罚加 20 秒，此部分增加时间 T1，行为特别严重者被警告或取消比赛资格。

2.赛场虚拟环境设备

选择遥操作模式时，选手需自带通信设备以及上位机计算平台，参赛队在发车指令前需要提前在提供的 5 分钟内准备计算机平台与车模的通讯连接、加载车模软件和计算机平台软件。本次赛项允许更改数字环境界面与组件代码。

3.赛场队员任务分配

如果选择遥操作模式时，一个参赛队最多可三名队员上场。上场参赛队员中需要两名队员现场执行任务。参赛队员 A可完成物理环境中发车和停车工作，参赛队员B可完成遥操作设备控制。参赛队员 A 无法观察数字环境情况，参赛队员 B 无法观察物理环境情况，若队员之间出现相互辅助则违规，将罚加20秒，此部分增加时间 T2，行为特别严重者被警告或取消比赛资格。

如果选择全自动模式时，一个参赛队最多可三名队员上场。参赛队员 A需要完成物理环境中发车和停车工作，全程只有队员A可触碰车模。

五、赛题任务及得分规则

竞赛环节共包括4个子任务，要求在竞赛规定的 240 秒时间内完成各项子任务，并以任务完成度以及任务完成的时间进行参赛队排名。
参赛队比赛开始前，需要选择采用遥操作模式或全自动模式。

子任务 1：前往任务发布点

物理环境中，车模从区域 A 的发车点（P）出发，前往区域 A 的任务发布点。除不得触碰本区域的障碍物外，车模可在本区域的任意位置行驶。数字环境中，车模需同步前往任务发布点，子任务1完成。（选择全自动模式时，可以无需数字环境同步）

在物理环境中，如果车模触碰障碍物，每触碰 1 次，比赛用时增加 10 秒，最大惩罚增加时间为 30 秒，子任务 1 失败或子任务1放弃，本环节一次性罚时 50 秒，此部分所有增加的时间记为 A1。另外，当计时为240秒时，本场比赛结束。

子任务 2：二维码信息获取

本环节，需要参赛队的车模识别二维码信息，本环节的二维码是码面是面向地面，参赛队需要自主设计方案来识别二维码。成功获取二维码信息，子任务2完成。

未获取二维码或获取信息错误，定为任务二失败。罚时50秒，此部分记为B1，另外，当计时240秒结束时，比赛结束。

子任务 3：完成通道巡航

（1）采用遥操作模式时：

数字环境中，车模获得任务信息后，车模进入遥操作模式。在遥操作模式，参赛队员 B 在数字环境中，通过键盘操控数字环境的车模。物理环境中的车模按照参赛队员 B 的操作方式，完成巡航消毒任务若小车在全自动模式，运动过程中禁止手动介入。参赛队员 B 全程面向数字环境观察/操控车模运动，不能观察物理环境。

物理环境中，车模通过区域 B 的通道，前往区域 C 进行巡航消毒，车模在区域 B 和区域 C 执行任务时只能在黄色范围的通道上行驶，需要按获取的任务要求，顺时针或者逆时针沿着黄色通道行驶一周，在行驶过程中车模如观察到人形立牌，需要将识别后的人形数据通过大模型图生文反馈到数字环境中，当车模在物理环境离开区域 B，并向车模发送自动状态指令,遥操作模式结束，子任务 3 完成。

（2）采用全自动模式时：

车模需要在无人干涉的情况下，完成按二维码信息围绕黄色通道运行、图文识别后又回到黄色通道出入口时，子任务3完成。

子任务 3 失败（未回到黄色通道出入口）一次性罚时 50 秒（最大罚时50秒），如若未反馈人形立牌数据，则罚时30秒，物理环境中车模触碰障碍物，每触碰 1 次，比赛用时增加 10 秒，最大惩罚增加时间为 30 秒。子任务 3环节最大惩罚增加时间不超过 50 秒，此部分记为C1，另外，当计时 240 秒结束，比赛结束。

子任务 4：返回停车点结束任务

车模从黄色通道出入口回到P点。及子任务4完成。

子任务 4 失败（未回到P点）一次性罚时 50 秒（最大罚时50秒），在物理环境中，如果车模触碰障碍物，每触碰 1 次，比赛用时增加 10 秒，最大罚时为 30 秒，此部分增加时间 D1。本环节，在物理环境车模如在比赛开始后 240 秒内不能到达结束点，比赛结束。

竞赛优胜按车模完成竞赛用时最短为优胜（含加罚时间）。

A1(子任务一罚时)B1(子任务二罚时)C1(子任务三罚时)D1(子任务四罚时)T1(抢发车或误发车罚时)T2(选手交流罚时)

六、竞赛过程要求

各参赛队对车模的改装、编程与调试只能在休息区进行，不能在比赛场地进行调试。

参赛队员在检录后才能进入比赛准备区。裁判员对参赛队的车模及备品备件工具进行检查，所用器材必须符合组委会相关规定与要求。

参赛队员在比赛准备区；不得与指导教师有任何形式的联系。每支参赛队仅允 3 名参赛队员到达比赛场地，其他队员留在准备区。

1、发车手（参赛队员 A、B）准备

参赛队提前 15 分钟选出参赛队员 A 到指定区域领取自己的车模，不得对其他参赛队的车模进行故意碰撞或损坏。领取完成后参赛队员 A、B 在引导员指引下进入比赛场地，未在 5 分钟规定时间内到场的参赛队视为弃权。

2、比赛开始

裁判员确认参赛队参赛队员 A 准备好后，将发出“3，2，1，开始”的倒计时口令。参赛队员 A 应在开始口令发出后，启动车模。

3、车模重新启动

车模如因车速过快冲出场地或车辆不受控制。可由参赛队员 A 提出重新启动；

每支参赛队单场比赛的重新启动次数不限，但有单场比赛总限时要求，且重启过程时间计入比赛时间。单场比赛最长计 240 秒，超时即终止该单场比赛；

重新启动指参赛队员 A 向裁判员提出请求，裁判员同意后，参赛队员 A 将车模重新放置在发车区启动。重试期间计时不停止。

4、车模到达指定区域

车模到达指定区域的标准：车模至少1/2指定区域内（含压线）停住，视为到达指定区域。车模冲过指定区域未能及时停住，视为未能到达指定区域。

车模可以多次自主回到指定区域。

5、比赛结束

单场比赛总限时为 240s，计时完毕后，将直接终止单场比赛，统计用时。比赛过程中，由参赛队提出不继续比赛，经裁判员确认后，停止计时，记录统计比赛用时。裁判员吹哨示意比赛结束后，参赛队员 A 应立即让车辆停止，将车模交回检录区，等待确认比赛积分结果。裁判员和助理裁判员将单场比赛计分统计表交给参赛队确认，参赛队应当场确认签字，如有争议应提请裁判长仲裁。

七、得分及排名规则

• 每场比赛得分采用计时，以完成任务后竞赛用时最短为优胜。
• 竞赛用时 = 实际计时 + 惩罚时间（A1+B1+C1+D1+T1+T2）。

八、犯规和取消比赛资格

1、参赛车模管理规定：

所有参赛队必须使用自有车模（1队1车模参赛）

所有参赛车模必须粘贴组委会统一发放的参赛号标签，赛前须将车模送至指定检录区进行核验，比赛全程禁止更换车模（因硬件故障除外）

2、发车规则

车模须严格遵守裁判发车指令，不得抢跑，首次抢跑将予以警告，车模需返回启动区重新等待，第二次抢跑将直接取消比赛资格

3、安全驾驶要求

严禁车模高速冲撞场地及相关设施，首次出现失控冲撞将予以警告，第二次失控冲撞将取消比赛资格

4、损坏赛场元素要求

参赛选手或其车模造成比赛设施损坏（无论是否故意），将给予一次警告，并取消当场任务所有得分，即使任务已完成，该项得分同样作废

5、纪律要求

参赛选手必须严格遵守裁判指令，违反裁判指令将立即取消比赛资格

九、技术要点

1、电路设计

元器件原理、选型及使用，绘制原理图，并通过软件完成PCB设计，熟练掌握工具的技巧使用，学会如何优化及调试电路等。

2、车模的运动控制设计

运动控制基础：通过串口通信实现核心扩展板（STM32）对电机与转向舵机的控制。参赛选手需要掌握阿克曼运动模型，实现前轮舵机转向、后轮电机驱动的协同控制。

ROS2 通信架构：基于机器人操作系统（ROS2）实现主控板与核心扩展板（STM32）的通信。参赛选手需要掌握 TROS.B/ROS2 开发，实现传感器数据采集、运动控制等功能。RDK X5 的高性能特性使其能够同时处理多路传感器数据，实现更复杂的多传感器融合应用。

3、机械结构设计

需自行设计出二维码翻转结构根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图。使用机加工或者3D打印的方式将设计的机械结构进行实物化，并作出配套的电路来驱动机械结构，实现所要求的功能。

4、车模的AI视觉应用开发设计

主控板可选用 RDK 全系列作为核心计算平台，需要完成以下视觉任务：

二维码抓取及识别：运用机电结构、传统计算机视觉技术，实现二维码设备的抓取、识别、检测与解码，并将结果进行展示（或发布至数字环境）。

障碍物检测：采用 YOLO 等目标检测算法。RDK可运行各类目标检测模型，同时处理多目标检测和实时跟踪。

5、自动驾驶系统设计

利用小车上存在的传感器，将整个场景采集并建图，SLAM技术，即：Simultaneous Localization and Mapping, 同时定位与建图技术，对于任何一个无人操作的机器人或者汽车，都需要回答这是什么地方，自己在哪里，如何规划自己的行进路径等。在SLAM中第一个技术是定位(Localization)，回答自己的周围是什么，这是什么地方。第二个技术是建立地图(Mapping)，回答自己在哪里。

6、数字孪生技术

本赛项将使用遥操作技术实现数字环境与物理环境的融合，参赛选手需要了解虚拟现实技术并熟练使用 coStudio 软件，最终实现对车模的远程精确控制。RDK强大的处理能力使其在处理 3D 场景渲染和复杂环境建模时表现优异，可以提供更流畅的远程操控体验。

7、大模型技术

本赛项要求参赛选手在主控板上实现大模型应用，包括本地大模型部署或云端大模型对接。赛题涉及图生文实例，需要将车模识别到的图片进行文字转译并上传至上位机软件。RDK凭借其算力优势，能够支持更大规模的模型量化部署，并在保证实时性的同时实现多模型协同推理，为复杂的图像理解任务提供有力支持。

※资料分发 ※

本次赛事相关培训资料、规则解读等在地瓜机器人开发者社区（https://developer.d-robotics.cc/）和古月居社区（https://guyuehome.com/）持续更新。本赛事最终解释权归组委会所有。

赛事报名、规则补充及后续通知，请关注 TsinghuaJoking 公众号（卓晴老师）、地瓜机器人公众号、古月居公众号、竞赛 QQ 群消息等。

■ 相关文献链接:

• OriginCar智能机器人ROS小车套件第十九届全国大学生智能车竞赛-淘宝网
• OriginCar Pro智能机器人套件,支持ROS2,10TOPS算力,配定制课程-淘宝网

● 相关图表链接:

• 图1 竞赛地图
• 图2 OriginCar车模
• 图3 OriginCar Pro 车模
• 图4 RDK X3开发板
• 图5 RDK X5开发板
• 图6 RDK S100开发板
• 图7 上位机