第五届集创赛——中科芯杯

中科芯杯

¨ 杯赛题目：基于微视传感MEMS编码结构光投射模组与3D相机的开发与应用设计

¨ 参赛组别：B组

¨ 赛题内容：

在中科芯的国家集成电路专业化众创空间平台上，微视传感应运而生，致力于成为国内知名的MEMS芯片方案提供商与3D传感模块供应商。《中国制造2025》提出：加快新一代信息技术与制造业深度融合，强化工业基础能力。3D技术作为新一代信息技术的典型代表，可以快速解决企业在工业自动化检测和机器视觉中遇到的痛点，推动智能制造产业发展。

算法与硬件的深度交互是3D技术的关键。具体而言，以下两个子赛题一方面积累3D 点云恢复算法，促进技术创新；另一方面收集学生团队在投射模组和3D 相机实际使用中的意见，通过使用反馈与迭代改进，逐步提升3D 投射模块、相机等自主研发硬件的极限性能。由于3D技术领域覆盖面广，TI等国际一线芯片企业一直大力支持高校3D领域的科研教学，值得国内相关企业借鉴参考。

子题目1：基于微视传感MEMS 编码结构光投射模组的3D相机开发

1. 赛题内容

1) 各参赛队针对微视传感提供的MEMS编码结构光投射模组（以下简称“模组”），实现一种3D相机的开发，可根据自身3D算法优势自定义MEMS 编码结构光编码图案。赛事分为预赛筛选、初赛、分区决赛及总决赛四个阶段。

2) 预赛筛选阶段，主办单位技术专家首先开展对此模组的资料解读、二次开发资料培训与技术答疑（暂定于3月2日、3月16日，在官方钉钉群：33318342），各参赛队在接受培训后10个工作日内提交相关材料（暂定于3月26日前；文件夹命名：报名号+团队名称+赛题1或2；在以下链接中上传：https://console.box.lenovo.com/l/8ufcV4），统一评审打分排序，筛选部分优秀团队寄送模组。

3) 初赛阶段，此部分团队以模组为基础，发挥算法能力，搭建出3D相机DEMO，结果以点云采集帧率、输出精确度为准。参赛团队须按时提交作品（包括设计报告，设计数据，演示视频等），由主办单位技术专家评审打分，最终决胜一批团队进入分赛区决赛。

4) 分区决赛阶段与总决赛阶段，入围队伍均应提前调试好相关设备，将自主搭建的3D相机现场展开介绍演示，被测物品由主办方现场提供。参赛团队现场演示作品并进行答辩。暂定分赛区决赛的优胜者团队进入总决赛。

2. 赛题指标

1) 微视传感提供的MEMS 编码投射模块参数如下：

产品参数参考公司网站：http://www.mvstek.com/mozu.html，工作波长850nm±10nm、分辨率900×1、FOV =60°（水平方向）、FOV=48°（垂直方向）、推荐工作距离200-800mm；

2) 比赛结果按各参赛队输出3D点云精度性能指标进行排名，评判标准如下：帧率≥2fps、精度≤0.1mm、宽动态（不挑材质，不含镜面反射物体）、分辨率≥100万像素、高质量点云。

3. 最终作品提交内容

1) 设计报告

a) 作品展板（团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作）；

b) 作品PPT（团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作）；

c) 详细的系统设计方案word（算法思路、软件架构设计说明、硬件架构）；

d) 系统展示图片与视频。

2) 设计数据

a) 3D相机设计方案书（word格式）；

b) 算法源代码；

4. 评分规则

1) 预赛阶段

主办单位技术专家综合考察各参赛队以下4个方面给出评分，以筛选可寄送模组、进入初赛阶段的团队。

a) 前期技术方案（40分）

b) 相关项目已发表学术文章（可以是本人代表作或者导师代表作）（30分）

c) 曾参与项目经历成果（可以是技术文稿、测试报告、演示视频等）（10分）

d) 毕设课题（提供毕设题目、描述主要研究内容、当前进度完成情况）（20分）

2) 初赛阶段

根据各参赛队提供的设计报告、设计数据和测试视频（视频内容需体现赛题指标），主办单位技术专家综合以下2个方面给出评分：

a) 演示性能（80分）

b) 设计报告（20分）（报告结构清晰、重点突出、论述充分(10分)；展示图片、视频清晰且说明清楚(10分)）

3) 分区决赛及总决赛阶段

现场重点考察各参赛队基于微视传感MEMS 编码结构光投射模组的3D相机开发实际性能是否达到赛题要求。微视传感将在现场分发被测物件（不含镜面反射物体），参赛队对其进行3D扫描测试，对比各赛队的点云质量。

a) 帧率、宽动态、分辨率指标（50分）

b) 精度指标（提供精度测试报告及现场精度复测）（20分)

c) 设计报告和答辩（20分）（其中，报告结构清晰、重点突出、论述充分(10分)；

针对微视传感的MEMS编码结构光投射模组开发经验，改进建议(10分)）

d) 工程、代码规范性（10分)（代码结构清晰，可读性强）

子题目2：基于微视传感MEMS-3D相机应用开发

1. 赛题内容

1) 选手基于MEMS-3D相机进行3D识别、3D重建、机器视觉引导或其它创新应用的开发（适选手能力多选一）。赛事分为预赛筛选、初赛、分区决赛及总决赛四个阶段。

2) 预赛筛选阶段，主办单位技术专家首先开展此相机的的资料解读、二次开发资料培训与答疑（暂定于3月2日、3月16日，在官方钉钉群：33318342），各参赛队在接受培训后10个工作日内提交相关材料（暂定于3月26日前；文件夹命名：报名号+团队名称+赛题1或2；在以下链接中上传：https://console.box.lenovo.com/l/8ufcV4），统一评审打分排序，筛选部分优秀团队寄送相机，后续中途不得退赛。预赛淘汰团队如有意愿可跟组委会申请更换其他赛题。

3) 初赛阶段，此部分团队以相机为基础，发挥算法能力，进行应用开发。参赛团队须按时提交作品（包括设计报告，设计数据，演示视频等），由主办单位技术专家评审打分，最终筛选出一批团队进入分赛区决赛。

4) 分区决赛阶段与总决赛阶段，入围队伍均应提前调试好相关设备，将自主搭建的3D相机现场展开介绍演示，被测物品由主办方现场提供。参赛团队现场演示作品并进行答辩。暂定分赛区决赛的优胜者团队进入总决赛。

2. 赛题指标

1) 微视传感提供的MEMS-3D相机参数如下：

产品参数参考公司网站：http://www.mvstek.com/MEMS-3D.html，工作波长850nm、工作范围300-600mm、点云分辨率1280×1024、单幅测量时间0.5s、单幅深度精度0.1~0.5mm；

2) 由于基于MEMS-3D相机的应用开发具有多样性，比赛根据各参赛队的技术创新性、不可替代性及实际成果展示效果进行综合评分。

3. 最终作品提交内容

1) 设计报告

a） 作品展板（团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作）；

b） 作品PPT（团队介绍、项目心得体会、项目研发情况、技术创新点、后续工作）；

c） 详细的系统设计方案word；

d） 系统展示图片与视频。

2) 设计数据

a） 应用系统软件流程图；

b） 软件代码；

4. 评分规则

1) 预赛阶段

主办单位技术专家综合考察各参赛队以下4个方面给出评分，以筛选可寄送相机、进入初赛阶段的团队。

a) 前期技术方案（40分）

b) 相关项目已发表学术文章（可以是本人代表作或者导师代表作）（30分）

c) 曾参与项目经历成果（可以是技术文稿、测试报告、演示视频等）（10分）

d) 毕设课题（提供毕设题目、描述主要研究内容、当前进度完成情况）（20分）

2) 初赛阶段

根据各参赛队提供的设计报告、设计数据和演示视频，主办单位技术专家综合以下2个方面给出评分：

a) 演示性能（80分）

b) 设计报告（20分）（报告结构清晰、重点突出、论述充分(10分)；展示图片、视频清晰且说明清楚(10分)）

3) 分区决赛及总决赛阶段

现场重点考察各参赛队基于微视传感MEMS-3D相机应用开发实际性能是否达到赛题要求。参赛队需在主办方指定场地搭建成果展示样机，如有大型设备需提前与主办方联系。主办单位技术专家综合以下4个方面给出评分：

a) 应用能够体现MEMS-3D相机的独特优势，展现出不可替代性（40分）

b) 技术创新性（30分)

c) 设计报告和答辩（20分）（其中，报告结构清晰、重点突出、论述充分(10分)；

针对微视传感的MEMS-3D开发经验，改进建议(10分)）

d) 工程、代码规范性（10分)（代码结构清晰，可读性强）

注意事项：

1. 参加企业命题杯赛的作品，杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会和杯赛企业对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权。