بستری حرفهای برای به چالش کشیدن استعدادهای برتر کشور در حوزه برنامهنویسی، کنترل و سیستمهای خودکار پهپاد
تیم برتر دوره گذشته مسابقه «پرواز هوشمند سپهر» پس از بررسی دقیق و همهجانبه مسابقه پهپادی پیشین از تمام جنبههای فنی، اجرایی، انگیزشی، سازمانی و رسانهای، و با صرف زمان و فکر بسیار برای تحلیل نقاط ضعف، جمعآوری بازخوردها و شناسایی دقیق نیازهای واقعی صنعت و رسانه، اقدام به طراحی این رویداد کرده است. تمام آنچه در ادامه گفته میشود — از ساخت پهپاد مرجع و تمرکز حداکثری بر نرمافزار گرفته تا نمایش ترکیبی و استانداردهای حرفهای — نتیجه همین بررسیهای گسترده و تفکر عمیق بوده و صرفاً با هدف بهبود واقعی و رفع نقاط ضعف رویدادهای قبلی طراحی شده است.
مسابقه ملی «پرواز هوشمند سپهر» با هدف رفع نقاط ضعف فنی، اجرایی و انگیزشی مسابقات پهپادی پیشین، به عنوان یک رویداد حرفهای، استاندارد و کاملاً مهندسی طراحی شده است. این مسابقه بستری مناسب فراهم میکند تا استعدادهای برتر کشور در حوزه برنامهنویسی و کنترل و سیستمهای خودکار پهپاد، در محیطی رقابتی اما سازنده به چالش کشیده شوند.
هدف اصلی برگزاری این رویداد، ایجاد انگیزه پایدار و عمیق برای ورود جدی جوانان به حوزه فناوری پهپاد است. ما میخواهیم شرکتکنندگان نه تنها در یک مسابقه شرکت کنند، بلکه با چالشهای واقعی صنعت پهپاد آشنا شوند تا در آینده به راحتی بتوانند در بازار کار این حوزه فعال شوند. برندگان و تیمهای برتر این مسابقه به عنوان نیروهای متخصص و اثباتشده، امکان جذب آسان توسط شرکتهای بزرگ فعال در زمینه هوانوردی، پهپادهای صنعتی، نقشهبرداری و پایش هوایی، بازرسی زیرساختها، کشاورزی هوشمند، حفاظت محیط زیست و لجستیک هوایی را خواهند داشت.
به منظور ایجاد معیار و استاندارد شفاف برای تمامی شرکتکنندگان، تیم فنی برگزارکننده یک پهپاد مرجع کاملاً بهینه (Benchmark Drone) میسازد که قادر است همه سناریوهای مسابقه را با عملکرد بالا، پایدار و مطابق استانداردهای مورد نیاز اجرا کند. در ابتدای اجرای هر سناریو، این پهپاد به صورت زنده و عمومی توسط برگزارکننده پرواز خواهد کرد تا سطح کیفیت، دقت و عملکرد مورد انتظار از تیمها به طور واضح برای همه مشخص شود.
این مسابقه بر پایه تمرکز حداکثری بر بخش نرمافزاری و حداقلسازی بار سختافزاری بر دوش تیمها طراحی شده است. تمام تجهیزات سختافزاری مورد نیاز شامل سنسورهای اولتراسونیک، سیستم حمل و رهاسازی بار، لینک ارتباطی اختصاصی و API یکپارچه توسط تیم فنی برگزارکننده توسعه یافته و در اختیار تیمها قرار خواهد گرفت. این رویکرد به شرکتکنندگان اجازه میدهد تا تمام انرژی خود را صرف نوآوری در الگوریتمهای هوشمند، کنترل پیشرفته، ناوبری خودکار و تصمیمگیری هوشمند کنند.
در روز چهارم مسابقه که روز نمایش عمومی و اختتامیه است، برای افزایش چشمگیر هیجان و جذابیت رسانهای رویداد، درصورت موفقیت برای هماهنگی های لازم با همکاری تیمهای بخش نبرد رباتها، یک نمایش ترکیبی هیجانانگیز برگزار خواهد شد. در این بخش، یک ربات زمینی مبارز با پهپاد مرجع در قالب یک چالش ترکیبی به رقابت میپردازد. این نمایش ترکیبی نه تنها جذابیت بصری مسابقه را به شدت افزایش میدهد، بلکه قدرت هماهنگی سیستمهای خودکار هوایی و زمینی را نیز به نمایش خواهد گذاشت.
این رویداد گامی جدی در جهت اتصال دانشگاه به صنعت و تربیت نسل آینده متخصصان پهپاد و سیستمهای هوشمند در ایران است.
تعداد پهپادهای قابل استفاده: حداکثر ۱۰ دستگاه (تأمین بیشتر ممکن نیست).
سلامت و ایمنی پهپادها در اولویت مطلق قرار دارد.
دقت GPS موجود در محل برگزاری محدود است (بدون RTK یا GPS دقیق صنعتی).
مکان برگزاری ثابت و مشخص است.
مدت مسابقه: ۴ روز کامل(روز چهارم: نمایش عمومی و اختتامیه).
تعداد سناریوهای اصلی: ۶ سناریو.
تعداد تیمهای نهایی در روز مسابقه: ۱۰ تیم (هر تیم یک پهپاد اختصاصی دریافت میکند).
مرحله شبیهسازی (آنلاین/حضوری اولیه): تمام تیمهای ثبتنامشده را به ۱۰ تیم برتر میرساند.
دوره کارگاه آموزشی: ۱۵ روز کامل (قبل از مسابقه).
جهتگیری کلی: پیچیدگی به سمت نرمافزار (الگوریتم، کنترل، بینایی رایانهای، هوش مصنوعی) و سختافزار توسط برگزارکننده تأمین میشود.
برای حذف کامل بار سختافزاری از دوش تیمها، سه ارتقای کلیدی روی تمام پهپادها اعمال خواهد شد و API کامل و مستند آن در اختیار برنامهنویسان قرار میگیرد:
سنسورهای اولتراسونیک چندجهته (۴–۶ عدد)
چنگک سروویی برای حمل و رهاسازی دقیق بار
لینک رادیویی اختصاصی دوطرفه (با پروتکل امن) + API یکپارچه برای دریافت دستورات زمینی و مابقی نیاز های ارتباطی بسته به خلاقیت شرکت کنندگان
برگزارکننده بردهای الکترونیکی، کالیبراسیون، تستهای ایمنی و مستندات کامل API (Python/C++) را آماده و تحویل خواهد داد. تیمها تنها کد نرمافزاری خود را روی این پلتفرم اجرا میکنند.
سیستم امتیازدهی مسابقه «پرواز هوشمند سپهر» به نحوی طراحی شده است که اولویت مطلق با موفقیت کامل در انجام چالشهای هر سناریو باشد. هر سناریو دارای امتیاز پایه مستقل و معناداری است و بخش اصلی امتیاز آن (بیش از ۷۵ درصد) صرفاً با تکمیل موفق و بدون نقص تمامی مأموریتها و الزامات تعریفشده همان سناریو به دست میآید. معیارهای عملکردی ثانویه مانند سرعت اجرا، دقت بالاتر، مصرف بهینه انرژی، پایداری پرواز و کیفیت الگوریتمها تنها بخش محدود و کنترلشدهای از امتیاز هر سناریو (حدود ۲۰-۲۵ درصد) را تشکیل میدهند. این امتیازات اضافی تنها در صورت وجود اختلاف فاحش و کاملاً معنادار عملکرد تأثیر قابل توجه خواهند داشت و تفاوتهای جزئی یا معمولی هیچ تأثیر نامتعادلی ایجاد نمیکنند.
به این ترتیب، حتی عملکرد برتر در یک سناریو (در حد غیرفاحش) هیچ تأثیری بر امتیاز سناریوهای دیگر نخواهد گذاشت و هر سناریو به صورت کاملاً مستقل ارزیابی و امتیازدهی میشود. تمامی معیارها، وزنها و فرمولهای دقیق امتیازدهی پیش از آغاز مسابقه به صورت شفاف و مکتوب به اطلاع تمامی تیمها خواهد رسید.
به منظور تضمین حداکثری عدالت و شفافیت در ارزیابی عملکرد تیمها، تیم فنی برگزارکننده از تجهیزات معیار پیشرفتهای مانند GPS مرجع برای اندازه گیری خطای جی پی اس، و بادسنج (Anemometer) برای ثبت سرعت و جهت باد در زمان واقعی استفاده خواهد کرد. این تجهیزات در طول اجرای هر سناریو فعال خواهند بود و دادههای آنها بهصورت زنده و عمومی نمایش داده میشود تا هرگونه تأثیر عوامل محیطی مانند باد یا نویز GPS بهطور عادلانه برای همه تیمها در نظر گرفته شود. این رویکرد نه تنها اعتراضات احتمالی را به حداقل میرساند، بلکه تیمها را تشویق میکند تا الگوریتمهای مقاوم و هوشمندی طراحی کنند که در شرایط واقعی عملکرد بهینه داشته باشند.
حداکثر ۴ نفر در هر تیم
در این سناریو، پهپاد باید بهصورت کاملاً خودکار از نقطه مشخص تیکآف کند، ارتفاع ایمنی را کسب نماید و سپس لندینگ نرم و دقیق انجام دهد. این سناریو کیفیت پیادهسازی الگوریتمهای پرواز خودکار و موفقیت تیم در انتقال صحیح شبیهسازی به سختافزار واقعی را ارزیابی میکند.
در این سناریو، پهپاد پس از تیکآف خودکار باید مسیر مستقیم مشخص را با دقت و پایداری مناسب طی کند، چرخش کنترلشده انجام دهد و به نقطه مبدأ بازگشته و لندینگ نماید. این سناریو کیفیت کنترل و ناوبری و توانایی تیم در اجرای صحیح مسیر و مدیریت چالشهای محیط واقعی و عملکرد پهپاد سختافزاری را ارزیابی میکند.
جزئیات دقیق معیارهای ارزیابی و سیستم امتیازدهی این سناریوها در آییننامه نهایی مسابقه اعلام خواهد شد.
در این سناریو، پهپاد باید دستورات متنوع (پرواز و نشست و مابقی دستورات اعلامی) ایستگاه زمینی را بهصورت لحظهای و دقیق اجرا نماید. این سناریو کیفیت پیادهسازی رابط ارتباطی، پاسخدهی به دستورات و موفقیت تیم در صحتسنجی و انتقال سیستم کنترل از راه دور به سختافزار واقعی را ارزیابی میکند.
در این سناریو، هر تیم پیش از آغاز مأموریت موظف است یکی از سه سطح چالش را بهصورت رسمی و مکتوب انتخاب کند. انتخاب سطح، بخشی از ارزیابی هوش استراتژیک تیم محسوب میشود.
مسیر کامل گشتزنی به پهپاد داده میشود و تیم باید آن را با دقت اجرا کند.
تنها نقاط رأس منطقه (بدون مانع) ارائه میشود و پهپاد باید الگوریتم پوشش بهینه را خودکار انتخاب و اجرا کند.
نقاط رأس منطقه به همراه موقعیت موانع ثابت ارائه میشود و پهپاد باید با در نظر گرفتن موانع، بهینهترین مسیر پوشش و بازگشت را طراحی و اجرا کند.
امتیاز پایه سطوح بهگونهای طراحی شده که انتخاب سطوح بالاتر پاداش بیشتری داشته باشد. هر تیم فقط یک بار در طول سناریو حق درخواست تنزل به سطح پایینتر را دارد که با جریمه امتیازی همراه خواهد بود. در صورت عدم موفقیت کامل در سطح انتخابشده (یا پس از تنزل)، امتیاز صفر برای این سناریو تعلق میگیرد.
جزئیات دقیق امتیاز پایه هر سطح، میزان جریمه تنزل، وزن دقیق امتیازات ثانویه و سایر معیارها در آییننامه امتیازدهی نهایی مسابقه (که پیش از شروع رویداد به اطلاع همه تیمها خواهد رسید) اعلام میشود.
این سناریو بهطور ویژه قابلیتهای برنامهریزی مسیر، پوشش بهینه، اجتناب از موانع و تصمیمگیری هوشمند پهپاد را در شرایط واقعی ارزیابی میکند.
در این سناریو، پهپاد باید یک مسیر U شکل مشخص را بهطور کاملاً خودکار طی کند، با بیشترین سرعت ممکن و حفظ پایداری پرواز، به خط پایان برسد. مسیر بدون مانع طراحی شده و تمرکز بر اجرای سریع و دقیق آن است.
این سناریو عمدتاً توانایی تیم را در مدیریت سرعت بالا و ناوبری دقیق در شرایط واقعی ارزیابی میکند؛ جایی که پهپاد واقعی با چالشهایی مانند باد، نویز سنسورها، تأخیرهای اجرایی و نیاز به کنترل لحظهای روبهرو است. هدف اصلی، سنجش کیفیت الگوریتمهای کنترل سرعت و ناوبری است تا نشان دهد تیم چگونه میتواند سیستمهای خودکار را برای کاربردهای عملی مانند ماراتنهای پهپادی یا عملیات سریع بهینه کند.
امتیازدهی این سناریو مشروط به رعایت حداقل سرعت مجاز (زمان کل کمتر از حداکثر مجاز) است. در صورت عدم رعایت، امتیاز صفر خواهد بود. تیمها بر اساس عملکرد کلی (زمان کل، دقت مسیر و کیفیت الگوریتم ناوبری) رتبهبندی میشوند و امتیازات بهصورت نزولی تقسیم میگردد.
جزئیات دقیق طول و شکل دقیق مسیر U، حداکثر زمان مجاز، وزن هر معیار و فرمول کامل امتیازدهی در آییننامه امتیازدهی نهایی مسابقه (که پیش از شروع رویداد به اطلاع همه تیمها خواهد رسید) اعلام میشود.
این سناریو بهطور ویژه قابلیتهای کنترل سرعت بالا، دقت ناوبری و حفظ پایداری پرواز را تحت فشار زمانی ارزیابی میکند.
در این سناریو، پهپاد باید با استفاده از سنسورهای اولتراسونیک و الگوریتمهای اجتناب از موانع، بهطور کاملاً خودکار از میان ماکت ساختمانها و موانع شهری عبور کند، به نقطه مقصد برسد و بار را با دقت مشخص (داخل دایره هدف تعیینشده) رها نماید. موانع شهری برای هر تیم بهصورت منحصربهفرد تغییر میکند تا شرایط واقعی و غیرقابل پیشبینی محیط شهری شبیهسازی شود. لازم به ذکر است در پایان مسیر، بادکنک حاوی آب را با دقت مشخص داخل دایره هدف رها نماید. برای افزایش جذابیت مسابقه، اعضای تیم باید دور محل دایره هدف قرار بگیرند تا در صورت عدم دقت رهاسازی، آب روی آنها بریزد و عنصر هیجان و سرگرمی به رویداد اضافه شود.
هدف اصلی، سنجش کیفیت پیادهسازی الگوریتمهای بینایی و اجتناب از برخورد، همراه با عملیات لجستیکی دقیق مانند حمل و رهاسازی بار، است تا نشان دهد تیم چگونه میتواند سیستمهای خودکار را برای کاربردهای واقعی مانند تحویل کالا در شهرها بهینه کند.
علاوه بر این، تیمها میتوانند با قابلیتهایی مانند تولید نقشه موانع و مسیر طیشده یا بازگشت دقیق از همان مسیر اولیه (بدون شناسایی مجدد موانع) امتیاز اضافی کسب کنند.
جزئیات دقیق معیارهای ارزیابی (مانند موفقیت عبور بدون برخورد، دقت رهاسازی داخل دایره هدف، زمان مأموریت، کیفیت تصمیمگیری و امتیازات اضافی) و سیستم امتیازدهی این سناریو در آییننامه نهایی مسابقه اعلام خواهد شد.
تیم برگزارکننده مسابقه ملی «پرواز هوشمند سپهر» برای تضمین حداکثری ایمنی، حفاظت از تجهیزات ارائهشده و ایجاد شرایط رقابتی کاملاً عادلانه، مقررات شفافی در خصوص آسیب به پهپاد تدوین کرده است. این مقررات در تمام مراحل رویداد — اعم از جلسات تمرین، کار با پهپاد، پروازهای آزمایشی و اجرای سناریوهای مسابقه — الزامی است.
آسیب به اجزای حیاتی پهپاد (کامپیوتر SBC فلایت کنترلر، باتری اصلی و سایر قطعات الکترونیکی کلیدی) منجر به حذف کامل و فوری تیم از کل مسابقه خواهد شد.
آسیب به بدنه و پرهها در محدودهای مجاز است و مشمول جریمه امتیازی می شود. در صورت اسیب بیش از حد مجاز، تیم بهطور خودکار حذف خواهد شد.
جزئیات دقیق (انواع قطعات حیاتی، تعداد دقیق مجاز بدنه و پره، مقادیر جریمه و سایر شرایط) در آییننامه نهایی مسابقه پیش از آغاز رویداد به صورت رسمی و مکتوب به اطلاع تمامی تیمها خواهد رسید.
این مقررات با هدف ترغیب تیمها به رعایت نهایت دقت و مراقبت عملیاتی طراحی شده است.