电脑鼠走迷宫竞赛情况介绍

2016年度天津市高职高专院校学生技能大赛“电脑鼠走迷宫”赛项规程天津渤海职业技术学院2016年10月2016年天津市职业院校技能大赛赛项规程一、赛项名称赛项编号：赛项名称：“启诚杯”电脑鼠走迷宫竞赛英语翻译：“QiCheng Cup”Micromouse Contest赛项组别：高职学生组赛项归属产业：电子信息产业二、竞赛目的“启诚杯”电脑鼠走迷宫竞赛项目，从技术上涵盖了物联网应用技术、电子信息工程技术、嵌入式技术、通信技术、软件技术、计算机网络技术、信息安全技术、移动通信技术、计算机应用技术、应用电子技术、计算机控制技术、机电一体技术、自动化技术等多个专业技术，涉及:传感器检测、人工智能、自动控制和机电运动部件应用等技能和综合职业素养。

全面展现高职教育的发展水平，提高电子信息类高素质、高技能应用型人才的培养质量。

通过竞赛，推动电子信息行业企业人才能力需求，顺应科技发展将嵌入式技术开发，智能算法优化等前端先进技术融入竞赛内容中，进一步深化校企合作，引导高职电子信息类专业开展单片机应用、嵌入技术应用、物联网技术应用等，课程建设和教学改革，促进创新型人才培养模式的改革与发展，增强高职电子类专业学生就业竞争力，推进创新创业教育，强化创业指导和服务，提高就业水平。

三、竞赛内容比赛分理论考试和实际操作两大环节，其中理论考试占总成绩的20%，实际操作考核占80%，实际操作分“迷宫赛部分”占总成绩的50%，“创新赛部分”占总成绩的30%。

1、理论考试部分：主要考核高职各专业课程中所涉及的电子技术、单片机技术、嵌入式技术及程序设计基础知识，与工程实践创新类-电脑鼠竞赛相关的基本知识及基本能力。

以理论知识笔答方式进行，考试题型由主观题与客观题组成。

考核知识点如下：1）比赛通过理论考试和走迷宫竞赛，综合考查学生对嵌入式系统、软件编程、传感器理论、程序算法等掌握情况，主要技能点与知识点如下：2）嵌入式硬件知识：电脑鼠通过ARM处理器的软硬结合编程调试，要求学生掌握IAR编程环境的配置与使用、ARM处理器工作方式与程序编写及下载运行的操作流程、嵌入式技术的相关理论。

项目编号：31SZDYKC-090601 全国大学生电子设计竞赛项目名称：电脑鼠走迷宫学生班级：1104班学生姓名：王忆文所在系（部）：通信工程系指导教师：摘要“电脑鼠”是使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种微型机器人，可以在“迷宫”中自动记忆和选择路径，快速地达到所设定的目的地。

电脑鼠走迷宫竞赛是一项具有一定难度、富有挑战性和趣味性的比赛。

能力。

通过系统分析、硬件设计、软件设计、整合电路设计、汇编语言、C语言专业知识解决问题的综合应用能力,激发我们对电脑鼠的研究兴趣。

创新点是提出了对电脑鼠电源电路、传感器电路的改进方案。

给出了电机控制算法、用于纠正姿态的算法、传感器驱动算法、连续转弯算法、迷宫信息采集算法以及迷宫搜索与迷宫最短路径算法等算法模块。

关键词：嵌入式系统，电脑鼠，智能算法ABSTRACT"Computer mouse" is the use of embedded microcontrollers, sensors and electromechanical moving parts consisting of a micro-robot maze memory and automatically select the path to reach the set destination. Computer Mouse Maze Competition is a certain degree of difficulty, challenging and fun game.completion of the research program circuit board testing, knowledge and technical skills in the school curriculum learning algorithm, data query and retrieval, project management, integration cultivate awareness of scientific and technological innovation and hands-on design capabilities. System analysis, hardware design, software design, integrated circuit design, assembly language, C language application of knowledge in the development of SCM culture integrated application skills, stimulate our interest in the study of computer mouse use our expertise to solve the problem.The innovation of the computer mouse power circuit, sensor circuit improvement program. Motor control algorithm, the algorithm used to correct posture, the sensor-driven algorithm, continuous turning algorithm, the maze information collection algorithms, and maze search maze shortest path algorithm, algorithm module.Keywords：Embedded System，Micromouse，Intellegent Algorithm目录摘要 (2)第一章前言 (2)1.1项目背景 (2)1.2项目介绍第三章电脑鼠硬件与软件 (2)第二章电脑鼠硬件及软件 (4)2.1电脑鼠的硬件 (4)2.1.1 电脑鼠硬件组成 (4)2.1.2电脑鼠基本动作 (6)2.2电脑鼠软件 (7)2.2.1等高图制作模块 (9)2.2.2冲刺模块 (10)2.2.3转弯模块 (10)2.2.4搜索模块 (11)2.2.5迷宫地图相对方向与绝对方向的建立 (11)2.2.6墙壁资料存储 (13)2.2.7电脑鼠搜索策略第四章问题总结及改进 (14)第三章问题总结及改进 (15)总结 (19)参考文献 (20)第一章前言所谓“电脑鼠”，英文名叫做MicroMouse，是使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置的俗称。

一种电脑鼠走迷宫的算法电脑鼠走迷宫的算法1探测策略电脑鼠走迷宫可以采用全迷宫探索策略，即将迷宫的所有单元均搜索一次，从中找出最佳的行走路径。

这种策略需要有足够的时间或探测次数，但在IEEE竞赛规则中每场竞赛只有15分钟的时间，因此是不可能的。

另一种方法是部分迷宫探索策略，即在有限的时间或探测次数下，只探测迷宫的一部分，从中找出次最佳的路径，显然只能采用这种策略。

电脑鼠在一巷道内行走，如果最后无路可走，则该巷为死巷。

电脑鼠在任一单元内，可能的行走方向最多只有三个（前、左、右），如果有二个或二个以上的可能行走方向，称为交叉，遇有交叉时，由于有多个可以行走的方向，在行走方向的选择上，可有下面的几种选择法则：•右手法则：遇有交叉时，以右边为优先的前进方向，然后是直线方向、左边方向。

•左手法则：遇有交叉时，以左边为优先的前进方向，然后是直线方向、右边方向。

•中左法则：遇有交叉时，以直线为优先的前进方向，然后是左边方向、右边方向。

与此类似的还有中右法则。

•乱数法则：遇有交叉时，取随机值作为前进方向。

•向心法则：由于终点在迷宫的中心，遇有交叉时，以向迷宫中心的方向为优先的前进方向。

2标记为了记忆迷宫的详细信息，需要对迷宫单元的位置进行线路标记。

全迷宫共有16×16个单元组成，可采用二维坐标方式标记，即用每个单元的XY坐标表示，如起点可标记为（0，0），终点为（7，7）。

此外，还需要对迷宫单元的可行进方向进行标记，可采用绝对方位或相对方位二种方式。

绝对方位：这是一种与电脑鼠行进方向无关的标记方式，以一个四位的二进制数，分别表示“东”﹑“西”﹑“南”和“北”四个方向。

以1表示允许行进（无墙壁），0表示不允许行进（有墙壁）。

相对方位：这是一种与电脑鼠行进方向有关的标记方式，以一个三位的二进制数即可实现标记，分别表示“前”“左”“右”，以1表示允许（无墙壁），0表示不允许（有墙壁）。

3阻断在电脑鼠试跑过程中或在最后冲刺时，需要对部分路径进行“阻断”，即在发现某条路径是死路（只有入口而无出口）时，在该路径的入口处（一般是交叉点）设置标记，即将入口的线路标记由1改为0。

电老鼠竞赛的定义(2009-10-26 22:20:12)分类：创新教育思想与实践标签：迷宫学科知识最短路径微处理器自动控制教育编者按：2009 IEEE国家标准全国电老鼠邀请赛即将于11月7-8日在北京航空航天大学拉开序幕，各地的选拔赛也在紧密锣鼓地进行，目前陕西赛区、山西赛区、北京赛区和湖北赛区已经结束，经过几个月精心准备很多学生都取得了很好的成绩，我想大家通过湖北赛区华中科技大学的新闻报道可以将会有更多的了解（/Html/2009-10-27/66565.shtml）。

电脑鼠走迷宫竞赛具有一定难度，是一项富有挑战性和趣味性的比赛。

此外，它还是一个很好的教学工具。

电脑鼠可看作是一个集多项工程学科知识于一体的小型系统。

成功的设计者通常都是合作团体，他们必须考虑电子、电气、机械以及计算机各方面的问题。

重量、速度、功耗、传感技术、重心以及程序各方面都是设计中需要决定和综合考虑的因素。

电脑鼠是一个多学科的综合体，与多各学科关系精密：(1)机械工程：首先电脑鼠必须是个实实在在的机器人，而对于在迷宫中高速穿梭的电脑鼠，“身材”的好坏极其重要。

大多数使用步进电机的电脑鼠可以直接将车轮安装在电机轴上，而使用直流电机驱动的电脑鼠往往许多添加减速和传动装置，如何既使轮子安装稳定不颤动，保证高传动效率，又使车体轻巧美观是机械设计时需要解决的问题。

(2)电子工程：电脑鼠是一个嵌入式系统，需要广泛的涉及信号处理、通信、微处理器应用和电机控制等。

(3)自动控制：控制电脑鼠在迷宫中快速而准确的行走属于自动控制技术范畴。

测距传感器获取距离信息并将其反馈给微处理器，微处理器对距离值分析处理获得墙壁信息并根据墙壁信息控制电机动作以带动轮子产生相应的动作，这整个构成一个大自动控制系统。

而在这个大系统内还可以包含其他的自动控制系统。

(4)人工智能：电脑鼠走迷宫竞赛的整个过程可大体分为两个部分：一、搜索迷宫，从起点出发，找到终点并找出一条最短路径；二、冲刺，从起点开始，在最短时间内到达终点。

走迷宫，你能快过迷宫鼠吗？作者：华杉来源：《百科新说》2020年第03期原来，这种机械老鼠名叫“电脑鼠”，是一种智能行走装置。

电脑鼠走迷宫比赛始于20世纪70年代末，在世界各地都会举行，但最有名的当属全日本电脑鼠公开赛。

这些灵活的“老鼠”是完全自主行动的机器人，设计者不能使用遥控设备控制它们，电脑鼠必须在没有外界帮助的情况下，从预定的起始位置出发，通过不断尝试，找到通往迷宫终点的路线，到达终点用时最短的电脑鼠获胜。

电脑鼠由参赛者设计，但在正式比赛之前，迷宫的内部构造处于保密状态，参赛者无法提前帮助电脑鼠模拟走迷宫的正确路线;而电脑鼠不像赛场观众那样可以看到迷宫全局，因此，它们在走迷宫之前，完全不知道迷宫的布局，就像我们在现实中走大型迷宫一样。

如果它们在前进时碰壁了，就需要记录下该点的位置信息，然后调整到另一个方向，继续前进，同时绘制迷宫路线图。

电脑鼠就这样在多次试错后，找到从起点到终点的最佳路线。

有了路线，电脑鼠就能直达迷宫终点。

电脑鼠其实就是一种智能机器人，它们能参加比赛，必须具备三个部分：第一是驱动电机，它能提供稳定而快速的行走能力，不然电脑鼠在遇到转角时，会因为转弯角度过大或太小而拖延行走时间;第二是传感器，它就像人的眼睛，能让电脑鼠感知墙壁和路线的具体方位;第三是最重要的记忆和分析系统，像大脑一样，这个系统必须将所有走过的路一一记下，并整理出一条最佳路线，以避开不必要的路段。

电脑鼠大赛比拼的不仅是动力装置的灵活性，更是程序的优劣，考验设计者能否写出使电脑鼠达到最优计算能力的程序。

每年的全日本电脑鼠公开赛上都有上百支来自世界各国的队伍前来参赛。

参赛者主要是中学生、大学生和职业选手，其中职业选手的实力最强。

目前该比赛的世界纪录保持者是新加坡的大学老师黄明吉，他设计的电脑鼠以3.921秒的成绩夺得2011年全日本电脑鼠公开赛的冠军，至今无人能敌。

3.921秒有多快？你还没看清楚怎么回事，它就“唰”地一下到达终点了。

電腦鼠走迷宮比賽規則一、電腦鼠的規定1.電腦鼠必須以紅外線光感測器偵測迷宮路徑行走；不得以機械式的感測裝置(包含導輪)碰觸迷宮路徑的牆板行走。

2.電腦鼠必須為自立型，不得以無線電波遙控。

3.電腦鼠不得躍過、攀登、損傷或破壞迷宮壁面。

二、迷宮的規定1.電腦鼠迷宮，如[圖一]所示，單位方塊壁面的側面為白色，頂部為紅色，平面為黑色。

2.電腦鼠迷宮以一定大小的正方形單位方塊構成，整個迷宮的外圍也是正方形。

所有的迷宮方塊至少有一個方向被壁面擋住。

某些迷宮的路徑寬度為兩個迷宮方塊的寬度，如黃色部分所示。

3.電腦鼠迷宮的單位方塊為18cmX18cm，整個迷宮由16X16個迷宮方塊組成，面積為288cmX288cm。

電腦鼠迷宮的外圍全部相連接起來，壁面的高度為5cm，厚度為1.2cm。

4.迷宮是以一般的精度製作，有可能產生某種程度上的尺寸誤差(約1mm)。

三、比賽規則1.參加隊伍於比賽前由各隊選手(或選手代表)抽籤決定出賽次序。

每隊限一個操控手下場比賽。

2.比賽開始前，所有參賽的電腦鼠均須以大會提供的塑膠袋封起來，貼上裁判簽名的封條。

輪到下場比賽的隊伍，操控手須在裁判示意下打開塑膠袋，操控電腦鼠下場比賽。

當裁判發出哨聲後，操控手即可啟動電腦鼠。

3.電腦鼠由迷宮的一角出發，以達到終點(在迷宮的中心)時間短者為第一名，餘依次類推。

4.電腦鼠最多可擁有6分鐘，比賽期間最多可行進6次，以這段時間內最快到達迷宮終點的時間為比賽成績。

如在比賽時間內無法達到終點者，以比賽時間到時，電腦鼠距離終點的距離為比賽成績，此項距離越短者成績越高。

5.電腦鼠在比賽中碰觸迷宮牆壁達到3次或一次碰觸超過3秒卡住者即須退場，其成績依未到達終點者之方法計算，以退場時之位置為行走距離的量測點。

6.操控手不得在迷宮路徑公開之後，把迷宮的路徑資料輸入電腦鼠，即比賽中不得從事程式的置入(loading)及ROM的更換。

7.比賽場所的照明、溫度、濕度…等，均為普通的環境程度，操控手不得要求調節照明程度。

老鼠走迷宫实验报告引言迷宫，即由一系列的通路和墙壁所组成的困难、曲折的空间结构，对某些生物行为的研究具有重要意义。

老鼠是被广泛应用于迷宫实验的实验动物之一，通过观察老鼠在迷宫中行为的变化，我们可以了解老鼠在环境中的感知能力和学习记忆能力。

本实验旨在探讨老鼠在迷宫中寻找出口的行为特征和策略变化。

材料与方法实验动物本实验选取了10只健康、体型相近的雄性实验小鼠作为实验对象。

实验设备采用了一个简单的2D迷宫模型，由一张0.5m×0.5m的实验台构成。

迷宫设置了多条路径，包括直线路径、弯曲路径和复杂路径，其中包括了盲道和障碍物。

实验过程每只老鼠在进行实验之前，依次进行了3次训练，以熟悉迷宫的结构和布局。

训练时，将老鼠放置于起点位置，观察其行为特征和路径选择。

实验过程中，将每只老鼠放置于起点位置，观察其进入迷宫后的行为变化，包括探索路径、改变方向和选择转角等。

记录老鼠的行为和路径选择情况，并进行定量统计和分析。

结果与讨论行为观察实验结果显示，老鼠在迷宫中表现出明显的探索行为。

进入迷宫之后，老鼠会快速地探索周围环境，寻找可能的路径。

在初始阶段，老鼠对迷宫中的各个路径都进行了尝试，但随着实验的进行，老鼠逐渐形成了策略性的行为。

观察发现，老鼠更倾向于选择直线路径，因为直线路径通常是最短的路径，老鼠能够更快地到达终点。

然而，对于复杂的路径，老鼠通常会尝试多种选择来寻找最佳路线。

路径选择统计结果显示，老鼠在初始阶段选择路径的随机性较高，但随着实验次数的增加，老鼠逐渐选择了稳定的路径。

这表明老鼠具有一定的学习能力，能够通过经验来改进其路径选择策略。

此外，我们还观察到老鼠在面对盲道和障碍物时的特殊行为。

老鼠倾向于避免盲道和障碍物，往往会优先选择有明显开口和通透性的路径。

学习与记忆实验结果表明，随着实验次数的增加，老鼠在迷宫中的行为变得越来越熟悉，寻路速度明显增加。

这说明老鼠具有记忆能力，能够通过多次实验来学习和记忆路径信息。

智能趣味电脑鼠
——赛博杯全国“电脑鼠走迷宫”竞赛吉林省赛区比赛本报讯（见习记者王博，赵燕军）赛博杯全国“电脑鼠走迷宫”竞赛吉林赛区比赛2010年10月23日在吉林大学南岭校区逸夫教育大楼举办，本次大赛承办单位是吉林大学通信工程学院。

来自吉林大学、吉林化工大学、东北师范大学、长春大学等省内14所高校参加了本次比赛，此次大赛的仲裁委员由吉林大学通信学院院长赵晓辉，通信学院党委书记程越等人组成。

竞赛在10月22日、23日这两天中紧张而又序的进行。

22日为比赛的调试阶段，23日8点45分比赛正式开始，比赛现场人头攒动，大家都紧张的盯着比赛场上的迷宫迷宫由16×16个，18cm×18cm大小的正方形单位所组成它的隔墙的侧壁为白色，顶部为红色。

电脑鼠在里面凭借红外线和记忆系统“吱、吱”地走着。

经过激烈的角逐，下午四点到四点二十吉林大学化工学院以10.7秒的优异成绩夺得本次大赛的第一名，他们将代表吉林于11月6日、7日到北京参加最后的总决赛。

据悉“脑鼠走迷宫”竞赛是由国际电子工程学院发起，而且国际电工和电子工程学院每年都举办一次国际型的大赛。

“电脑鼠走迷宫”竞赛不经提升了在校学生的动手能力、团队协作能力和创新能力，还促进学生对课堂知识的消化、扩展了学生的知识面。

另外电脑鼠走迷宫竞赛极具趣味性，容易得到学生的认同及参与，并能很好的激发和引导学生这方面的兴趣和爱好。

同时通过举办竞赛可以向社会大众展示我国相关领域的技术发展现状。

而且，积极地参加国际电脑鼠能够促进与其他国家的技术交流，增进国际友谊，提升我国在机器人领域的国际地位。