这道题最狠的一点是：时间预算只有 150 秒，但要完成 6 件事——起飞、绕杆、巡线、提示、拍照、配重悬停，任何一环超时都会拖累整体。本期从原理、飞控、视觉到配重悬停，一次讲透四旋翼多任务协同的真实难点。
📌 一、赛题速览与难点剖析
一、原题再现
1. 任务
设计一个基于四旋翼飞行器的巡线机器人，能够巡检电力线路及杆塔状态（见图 1），发现异常时拍摄存储，任务结束传送到地面显示装置上显示。巡线机器人中心位置需安装垂直向下的激光笔，巡线期间激光笔始终工作，以标识航迹。
【官方图 1：杆塔与线缆示意图】
解读：图 1 中 A、B 是两根杆塔（高 150cm、直径 ≤30mm），AB 间距 360cm，中间挂线缆（直径 ≤5mm、黑色）；地面有 60cm×60cm 起飞虚线框和绕行虚线框；激光笔轨迹需落在虚线框内。
【官方图 2：杆塔 B 二维码示意】
解读：二维码贴在杆塔 B 与线缆连接处外侧，大小 30±3mm 见方。
【官方图 3：环形圆板（配重悬停测试用）】
解读：发挥 (4) 配重悬停用，从内到外 5 个同心环 + 红心靶标；摆动范围不得大于 ±25cm 落在哪一环内都是判分依据。
【官方图 4：条形码示例（异物上）】
解读：黄底黑色 8 位条形码，宽度 30±2mm。
【官方图 5：二维码示例（杆塔 B 上）】
解读：标准二维码，便于手机识别。
2. 要求
1. 基本要求
（1）绕杆巡线飞行：从距 A 杆塔 1 米范围内的起飞点起飞，以 1 米定高绕杆巡检，巡检流程为：起飞 → 杆塔 A → 电力线缆 → 绕杆塔 B → 电力线缆 → 杆塔 A → 稳定降落；巡检期间，巡线机器人激光笔轨迹应落在地面虚线框内。
（2）巡线时间：从起飞到降落，巡线完成时间不得大于 150 秒，越短越好。
（3）异物提示：发现线缆上异物（黄色凸起物），巡线机器人须在与异物距离不超过 30cm 范围内用声或光提示。
2. 发挥部分
（1）拍摄所发现线缆异物上的条形码图片存储到 SD 卡，巡检结束后在显示装置上清晰显示，并能用手机识别此条形码内容。
（2）发现并拍摄杆塔 B 上的二维码图片存储到 SD 卡，巡检结束后在显示装置上清晰显示，并能用手机识别此二维码内容。
（3）拍摄每张条形码、二维码图片存储的照片数不得超过 3 张。
（4）停机状况下，在巡线机器人某一旋翼轴下方悬挂一质量为 100g 的配重，然后巡线机器人在图 3 所示环形圆板上自主起飞，并在 1 米高度平稳悬停 10 秒以上，且摆动范围不得大于 ±25cm。
（5）在测试现场随机选择一个简单飞行动作任务，30 分钟内现场编程调试完成飞行动作。
（6）其他。
3. 说明（关键约束）
▸ 轴距约束：四旋翼飞行器最大轴间距不大于 420mm；
▸ 桨叶防护：飞行器桨叶须全防护（防护圈将飞行器或桨叶全包），否则不得测试；
▸ 不得有无线通信及遥控功能（仅起飞前可手动控制起飞）；
▸ 自主设计：除飞行器机械构件、飞行控制（电调）、摄像功能模块外，巡线机器人其他功能的实现不得采用飞行器集成商提供的组件，必须自主设计完成；
▸ 一次完成：从基本部分 (1) 到发挥部分 (3) 须一次连续完成，期间不得人为干预，也不得更换电池，允许测试 2 次按最好成绩记录；
▸ 触地失败：飞行器触及地面后 5 秒内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍有效；
▸ 安全装备：调试及测试时必须佩戴防护眼镜，穿戴防护手套。
4. 评分标准（官方原始表文字版速览）
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| 设计报告 |
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小计 | 20 |
| 基本要求 |
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小计 | 50 |
| 发挥部分 |
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小计 | 50 |
| 总分 |
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120 |
💡 判分关键：基本 (1) 30 分 + 发挥 (5) 20 分是两大权重项；前者靠飞控稳定性 + 巡线策略，后者靠模块化代码 + 现场应变力。基本要求 50 分是入场券（飞不起来直接出局），发挥 (5) 是国一国二的分水岭。
二、题目工程背景：四旋翼巡线机器人 = 电力巡检无人机的"教学版"
很多同学第一眼看到"巡线机器人"会以为是"画线的循迹小车"。其实这道题的本质是"电力巡检工业无人机的全子系统集成" ——把定高、定位、视觉识别、抓拍存储、配重悬停全部塞进一台轴距 420mm 的小四轴里。把题目里的每个模块和现实中工业无人机对上号，立刻就能理解为什么要这么考。
逐模块对应表（题目 ↔ 现实）：
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为什么出这道题（我的理解）：
1. 四旋翼飞行控制是无人机入门的"硬骨头" ——这道题把 PID/ADRC 姿态控制、光流定位、定高控制、悬停稳定性一次性压上来；4 天 3 夜做完整套，就是飞控工程入门。
2. "机-电-视"协同 ——单纯飞行控制满分只是基本（50 分），加上视觉（OpenMV 颜色阈值 + 码识别 + 拍照存储）才能拿到发挥（35 分）；这正是工业无人机"感知-决策-执行"链路的教学版。
3. 150 秒时间预算倒逼工程取舍 ——巡线 6 段飞行 150 秒内完成，意味着每段只有 25 秒预算；哪个环节超时都会拖累整体，逼着参赛者把视觉识别、姿态切换、悬停控制全部做到"秒级响应"。
4. "不得有无线通信及遥控"是核心约束 ——这意味着遥控器仅用于起飞前手动起飞，整段巡线必须靠机载传感器纯自主飞行；这道题考的不是"飞手操作"，而是"真自主飞控"。
5. 现场编程 30 分钟是软实力测试 ——电赛不光考"造物"，还考"现场应变"；提前写好模块化动作库，才能在 30 分钟内拼出新动作。
💡 延伸认知：为什么 2019 年这道题特别强调"配重悬停 ±25cm"？因为这是载重无人机的核心难点——重心偏移 + 转动惯量变化会让常规 PID 失效。搞懂这道题，等于摸到了"植保/物流/巡检无人机"的门。
三、大白话版解读：这道题到底要你干嘛？
看完上面那一堆术语，是不是有点头大？别急，咱用最接地气的方式重新讲一遍：
一句话总结：让你做一个**"会自己巡线的四旋翼"** ——从杆塔 A 起飞、沿着线缆飞到 B、绕一圈再飞回来；途中能识别线上的"黄东西"和杆塔 B 的二维码、拍清楚存下来；最后还要能挂个 100g 秤砣原地悬停 10 秒纹丝不动。
传统人工巡检 vs 本题无人机巡线：
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系统长啥样（用人话说）：
6 个"硬骨头"按难度分级：