足球机器人

足球机器人
足球机器人

基于仿人智能控制的足球机器人底层运动研究

摘要:足球机器人的底层动作的组合构成了足球机器人的技战术动作,底层动作的合理性与有效性是提高整个足球队比赛能力的基础。根据仿人智能控制理论的基本原理,构造了仿人智能控制器(包含运行控制级、参数校正级以及协调控制),对机器人运动到定点的算法作了优化,并通过MA TLAB仿真验证了该算法的有效性。

关键词:足球机器人仿人智能控制底层运动

Study Of Robot Soccer’s Basic Motion Based On HSIC

Abstract :Robot soccer’s technical & tactics motion consist of many kinds of basic motion. The rationality& validity of the basic motion is important to improve the team’s competition ability. Based on HSIC theory, constructed a HSIC controller(including Running Level,Parameters Adjusting Level and Coordinator) to improve the arithmetic for robot soccer’s moving to a designed point. The MATLAB simulation result confirmed the validity of this arithmetic. Keywords :Robot Soccer, HSIC(Human-simulated intelligent control),Basic Motion

引言

机器人足球比赛由于其涉及了机器人学、智能控制、传感器技术、多智能体技术、图像处理等等高技术领域,是一个理想的高科技竞赛平台,在近年来越来越成为国内外各高校研究的热门课题。

在机器人足球比赛中,无论是进攻跑位、防守站位,还是带球、射门,都对机器人运动员本身的运动素质提出了很高的要求。

机器人足球运动员不仅要有非常快的速度(驱动电机的快速性、起停反应的灵敏国家自然科学基金项目,批准号:60274022

作者简介:雷李(1976-),男,四川眉山人,硕士在读,从事智能控制、仿人智能系统的研究。

李祖枢(1945-),男,重庆市人,教授,博士生导师,从事智能控制、虚拟现实技术、人工生命与仿人智能系统研究。

性),还要具有根据运动目的调整运动速度和方向的能力。基于上述的要求,本文根据仿人智能控

制理论,设计了一种机器人小车快速移动到定点并具有指定方向的运动控制算法。

1.足球机器人的数学模型及误差分析1.1足球机器人的数学模型

以FIRA MIROSOT足球机器人为例,它是如图1所示的一种两轮驱动的小车,其位姿:

图1 足球机器人的运动示意图

Fig. 1 the Motion Sketch of Robot Soccer

(1)

速度换算关系:

运动学方程:

---------式中v,w 分别为小车的质心线速度和角速度。

从上述的方程可以看出调整小车的质心线速度和角速度即可实现对小车位姿的调整。

1.2足球机器人的位姿误差分析

在实际的比赛过程中,所有技术、战术的要求归根到底体现为对小车位姿的不断调整。以射门动作为例,要求小车迅速地移动到最佳射门位置,调整到最佳的角度,然后以尽可能快的速度撞击球。

1

2

图2 足球机器人的位姿误差分析 Fig.2 the Error Analysis of Robot Soccer ’s

Position&Direction

如图2所示,机器人小车的起始位姿与目标位姿之间的误差由以下分量构成:

-------起始点与目

标点的距离误差

------起始点小车方向与起始点到目标点连线的夹角

-----目标点小车方向与起始点到目标

点连线的夹角。

要实现小车从初始点到目标点的位姿变换,需要消除上述的距离误差和两个角度误差。

由于机器人小车是一个两轮驱动系统,由式(3)可知,其质心线速度和角速度由左右轮速来体现,则实现小车位姿变换的控制量即为小车的左右轮速。

1.3常规的足球机器人的位姿误差调整方法分析

实现上述的机器人位姿误差调整通常有两种方法:

1)动作分解法(以下简称算法1):将位姿误差调整过程分解为三个动作即转向(由起始角度转向目标点)-----向目标点作直线运动----转向(到达目标点后转向指定方向),该方法具有容易实现的特点,并且整个过程中控制变量分别为w-v-w ,不存在多变量的耦合问题,但当目标位置变化较快时,极易发生振荡。该方法的改进形式为把前两个分解动作整合为一个从任意初始位姿到定点的动作函数:

(5)

该函数可以控制足球机器人边行进边调整角度以朝着目标点运动。但仍需在到达目标点后再调整角度以达到位姿要求。在实际比赛中采用这种方法,经常会出现小车尽管到达了有利的射门位置但由于角度不佳而不得不再次调整位姿,从而贻误战机的情况。

2)中分线法:

图3 中分线法

(2)

(3) (4)

11

L d R d V K Ed K V K Ed K θθθθ=?-?=?+?

Fig.3 Midsplited Line Algorithm

如图3所示,点G为预设的球进入球门点,小车A与球B位于图中所示位置,小车A与球B中心连线段的中垂线与射线GB 的交点为C,C 点即为此时小车的瞬间目标点,让小车以某种到定点算法向目标C点运动。从理论上讲,当小车中心与球心能无限制接近时,小车踢球时,瞬间踢球方向为射线BG。该算法的实现步骤如下:

⑴计算预定的射球入门点与球的连线

GB;

⑵计算球与机器人小车的连线中点;

⑶计算球与机器人小车的连线的中垂

线;

⑷计算中垂线与连线GB的交点C;

⑸以某种算法驱动机器人小车向该交点

C运动;

⑹重复上述步骤;

该算法实际上是“临时目标点/目标方向导引”法中的一个典型,也达到了避免控制变量耦合,使控制简单化、串行化的目的,但是即使对于固定目标点仍需要在程序中不断地变更临时目标点,增加了路径规划/目标规划层的计算任务,降低了系统的实时性。并且当机器人与球的连线的中垂线与射门方向平行时,出现所谓的“奇点”,无法得到交点C,该方法失效,需要采用相关的‘补偿措施’来避开‘奇点’。

总之,上述两种实现机器人位姿调整的方法有一个共同的特点:将控制任务进行串行化、时序化分解,避免控制变量的耦合或降低其耦合程度,从而降低了控制的难度,但也存在种种的不足。

而足球机器人比赛作为一个研究平台,其终极目标是使机器人足球运动员能与世界级的人类足球运动员相抗衡,因此,研究和模仿人类足球运动员的运动机理应该是实现这一终极目标的必经之路。而对于人类运动员而言,到某个目标点准备以某个角度射门的过程中,前述的两个角度误差和距离误差是并行调整的,是耦合的。

本文就是试图从仿人智能控制理论出发,模仿人类的运动控制机理,建立相关的

控制器,对上述变量进行并行控制和协调控制,从而实现机器人小车的位姿迁移。

2.仿人智能控制器的设计

2.1仿人智能控制的基本原理

与传统的控制方法必须基于被控对象的精确模型不同,仿人智能控制的主导思想是在对人的控制结构的宏观模拟基础上进一步研究人的控制行为并加以模拟,主要研究目标不是被控对象,而是控制器本身如何对控制专家行为进行模拟。其有如下主要的特点:⑴分层递阶的信息处理和决策(运行

控制级,参数校正级,任务适应级)。

⑵在线的特征辨识和特征记忆。

⑶开闭环结合,定性决策和定量控制结

合的多模态控制。

⑷启发式和直觉推理逻辑的应用。

2.2足球机器人的底层运动仿人智能控制器

设计

由前述分析,要实现机器人小车从起始位姿出发,经过相关的姿态调整达到目标位姿,需要消除θ1、θ 2 两个角度误差及距离误差E d。考虑到小车运动的目的不仅仅是到达定点就静止不动,而且在角度误差得以消除的情况下,只要控制小车的线速度,就可以实现小车到达目标点后停止或是具有一定的速度,故此本文中主要讨论如何设计控制器消除上述两个角度误差。

为θ1、θ2分别设计一个仿人智能控制器,内含运行控制级及参数校正级,对两个控制器的输出w,设计了权重协调控制器。而线速度协调控制器根据小车的动力学性能测试参数和线速度要求来设计,由于篇幅关系,在本文中不详细论述。在得出w、v值之

后,根据机器人小车的运动学模型即可求出

其左右轮速作为控制输出。

2.2.1运行控制级的设计

图4 运行控制级的特征模型

Fig.4 the Characteristic Model of Running Level

in the Controller

图中虚线所示为理想误差目标轨迹f d(e,e ),为了使实际的误差轨迹尽可能地与理想误差目标轨迹一致,采用措施如下:

⑴当误差很大(e>e max)时,对应区

域①,采用Bang-Bang,控制,尽快地减

小误差。

⑵当误差在减小,且误差变化速度小

于预定的速度或误差变化速度与误差的

比值小于设定值时,对应区域②,⑤,

⑧,采用比例模态控制。

⑶当误差在减小,且误差变化速度大

于预定的速度或误差变化速度与误差的

比值大于设定值时,对应区域④,⑦,

⑩,采用比例加微分模态控制。

⑷当误差在减小,且误差变化速度在

预定的速度范围内或误差变化速度与误

差的比值在设定范围内时,对应区域③,

⑥,⑨,采用保持模态控制。

⑸当误差增大时,对应区域○11,为了

抑制误差的增大,使误差尽快回头,采用比例加微分的控制模式。

根据上述的分析推理,可根据仿人智能控制理论构造出相应的特征模型与控制模态,构成仿人智能控制器的运行控制级:

---------U max 为输出Bang-Bang值

Un-1为上一周期的输出值

Kp为比例控制模态的系数

Kd为微分控制模态的系数

2.2.2参数校正级设计

在上述的运行控制级设计中,只采用了4种控制模态,针对机器人足球小车处于高度动态的实时环境下这一特点,要求控制器具有较高的控制品质,兼顾好系统快速、准确、稳定的控制指标,考虑到:

⑴误差变化速度在引入微分环节后仍

然大于预定速度,则需适当增加微分作用,减少比例作用。

⑵在误差极小(在稳态范围附近),为了

增加快速性同时兼顾稳定性,适当增加微

分和比例作用。

⑶其他情况下,保持原有的比例和微分

系数。

-------k pa 为比例系数的增加系数

k pd 为比例系数的减少系数

e a0

-------k da1为微分系数的增加系数1

k da2为微分系数的增加系数2 2.2.3协调控制器的设计

由于对机器人小车的两个角度误差的控制有较强的耦合性,且最终都体现为小车角速度,则对这两个控制输出量的协调控制或者说是解耦控制非常的重要。

此处采用仿人智能协调控制的基本算法:

(1) IF

THEN

u

(2) IF

THEN

(3) IF

THEN

--------u 1 u 2 分别为两个角度控制器的单独

控制输出。

-------- 1'u 、2'u 为经协调控制后的两个角度控制器的输出值。 --------

1δ、2δ为判断控制系统是否具有振

荡趋势的阀值

-------- 1'k 、2'k 、1k 、2k 为耦合抑制系数。

3.仿真实验结果:

在MATLAB 中进行仿真实验,小车的起始点为(20,20),起始角度45o ,终点(150,90),终点角度90 o ,相关结果如下:

图5-1足球机器人运行轨迹

Fig.5-1 the Running Track of Robot Soccer

图5-2小车距离误差、角度误差变化情况

Fig.5-2 the Variety in Distance &Angle Error

由仿真结果可见,足球机器人小车从起

始位姿出发,通过相应智能控制器的并行及协调控制,边行进边调整角度,到达目标点时具有设定的方向。

在采用相同起止位姿条件的情况下,分

Time(s)

θ

1

(degree )

θ

2

(degree

Ed

(cm

别采用HIS算法和动作分解算法,得出的小车实际方向角度与终点指定方向角度的误差变化曲线如下图所示:

θ

2

d

e

g

r

e

e

Time(S)

图6 HSIC算法与算法1比较

Fig.6 the Compare between Hsic and Algorithm 1 由图6可见,采用HSIC算法时,小车实际方向角度与终点指定方向角度的误差基本上持续单调递减的平滑过渡状态,并且能更早进入稳态误差范围,这就意味着小车能更早的为下一动作做好姿态准备。

相对而言,采用动作分解算法时,只有当到达定点位置时才转向指定角度,在小车运动过程中的相当长时间段内,小车实际方向角度与终点指定方向角度的误差保持在一个较大值,且在到达定点时有一个阶跃式跳变,不利于下一动作任务的实现。特别是当小车向目标位姿迁移的过程中目标位姿改变时,HSIC算法的控制效果更为明显(如图6所示,在0.5秒时刻改变目标位姿)。

相对于中分线法,HSIC算法由于直接采用如图2.2所示的角度误差和距离误差作为被控量,以足球机器人的角速度w和线速度v作为控制量,所以:

1)不存在‘奇点’的问题。

2)可以避免中分线法中繁琐的临时目标点的计算。

4.结语

本文应用仿人智能控制理论,借鉴人类足球运动员并行、耦合的运动控制能力,设计了足球机器人底层运动控制的相关算法,在MATLAB仿真中实现了机器人小车兼顾目标位置和终止角度的运动轨迹优化,仿真实验结果有力地证明了仿人智能控制理论对于解决多变量耦合系统这一控制难题具有良好的控制效果。

由于足球机器人在实际运行环境中受到自身电机性能、机械结构、现场识别系统、场地摩擦等诸多因素的影响,因此需要在实际比赛环境中对控制器的结构进行必要的完善,对算法参数进行必要的调整,对这也是笔者下一步亟待进行的工作!

参考文献

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机器人足球比赛规则

机器人足球比赛规则 1.前言 本规则对已经沿用多年的2对2机器人足球比赛规则做了一些修改。目的是强调机器人足球比赛中的技术成份,而不是一味比拼速度和力量。对于本规则肯定会有一个适应过程,但对机器人足球的正常发展是有益的。 2.比赛场地和足球 2.1.机器人足球的矩形比赛场地长2430mm、宽1820mm。球场区长1830mm、宽1220mm,球场四周有宽度为300mm的白色界边,如图1所示。场地周围包括球门后面有高为80mm黑色亚光围栏。 2.2.赛场地面覆盖一层乙烯基场地纸。球场应水平和平整。白色边界包括场地边缘,也应平坦。 图1 比赛场地(mm) 2.3.场地应放置在地毯或毛毡基底上。场地可放在桌上或地板上。 2.4.球门宽度为450mm,深度为80mm。每个球门在距地面140mm处有一横梁。球门内的后面和侧面涂成天蓝色。地面平坦和水平,为白色。球门外侧面应涂有亚光黑色。球门的侧壁延伸到围栏,以防止足球从球门后方滚入。 2.5.场上有两个发球区,图2中用白色表示,但在场地纸上并未标记。它们是绿色区域

和黄色区域与灰色区的两条交接线(如下图白线)。 2.51最近发球点:如下图,如果球从B 区出界或在C 区犯规,最近发球点为作通过出界点或犯规点并与虚线平行的直线,该直线与靠近出界点或犯规点的白线的交点;如球从A 区出界或在罚球区犯规,最近发球点靠近出界点或犯规点的白线端点。 图2 发球区 2.6.参赛队必须根据场馆的照明和磁场条件调整机器人。比赛组织者将尽力保持较低的照度,并使赛场远离磁场(比如地板下的布线和金属物体)。不过仍建议各参赛队应设法让自己的机器人能适应各种照明和磁场干扰情况,并应对场地表面大约5mm 高的轻微起伏。 2.7.比赛采用会发射红外线的直径75~80mm 的电子球。每场开赛前,裁判都要检查足球是否损坏。本届竞赛用球为Wiltronics 制造的MK2红外球,或由日本EK 公司制造的RoboSoccer RCJ-04足球。这两种球都被允许用于比赛。MK2红外球外壳较薄,参赛队必须控制机器人的动力,否则损坏足球后可能会根据规则5.9被取消比赛资格。 3.机器人 3.1.机器人必须是经参赛队员启动后能够自动控制的机器人,禁止使用任何遥控方式操控。每支参赛队可使用不超过两个机器人参赛。比赛中禁止使用备用机器人,即在所有场次比赛使用相同机器人,违者取消比赛资格。 3.2.参加本比赛的机器人限用竞赛组委会指定的教育 机器人套材。只要有可能,也允许以上器材混用。 3.3.机器人必须能纳入内径和高度为220mm 的圆筒 中,重量不得超过2.5kg 。 3.4.机器人带球装置的控球区定义为连接在机器人身 上的任何突出部位形成的内部空间,控球区的深度不得超过 30mm ,如图3所示。 图3 控球区示意图 A A A A B B

国际机器人足球比赛及其相关技术

文章编号 2 2 2 国际机器人足球比赛及其相关技术 Ξ 李 实 徐旭明 叶 榛 孙增圻 清华大学计算机系国家智能技术与系统重点实验室 北京 摘 要 本文在简要介绍两个相关的国际组织 ≤∏ 联合会和? 的基础上 重点论述了 ≤∏ 的比赛环境 同时详细阐述了目前各国参加 ≤∏ 比赛球队的系统结构及其相关技术 对提高我国相关领域的研究水平 迅速组织我们自己的机器人足球队参加国际比赛并取得好名次具有指导意义 关键词 ≤∏ ? 机器学习 决策 ∏ 2 系统 分布式人工智能 中图分类号 ×° 文献标识码 1 引言 训练和制造机器人进行足球赛 是当前人工智能和机器人领域的研究热点之一 机器人足球比赛的设想首先是由加拿大不列颠哥伦比亚大学的教授 在 年的论文5 ≥ 6中提出的 举办机器人世界杯足球赛的目的是为了促进分布式人工智能研究与教育的发展 通过提供一个标准任务 使得研究人员利用各种技术 获得更好的解决方案 从而有效促进各领域的发展 涉及的研究领域包括 智能机器人系统!多智能体系统!实时模式识别与行为系统!智能体结构设计!实时规划和推理!基于网络的三维图形交互!传感器技术等 研究目标是计划经过五十年左右的研究 使机器人足球队能战胜人类足球冠军队 目前 有关机器人足球比赛的国际组织有两个 ≤∏ 联合会和? 组织 ≤∏ ? ≤∏ 即机器人世界杯足球锦标赛 年 月 在日本东京举行的关于人工智能领域重大挑战的研讨会中 与会的研究人员对制造和训练机器人进行足球比赛以促进相关领域研究进行了探讨 在一些学者的积极倡导下 如美国≤ 的 ∏ ? 教授 ≥ ≠公司的支持下 成立了 ≤∏ 联合会 并于 年在日本举行了一次表演赛 获得了很大地成功 第一届 ≤∏ 比赛和会议于 年举行 大约有 个机器人球队 包括美国!日本和欧洲的主要大学及研究机构 和超过 名观众参加此次盛会 第二届比赛 ≤∏ 2 ° 有接近 支球队参赛 是历史上最大规模的移动机器人会议 每年举办一届 ? ? 2≥ 是由韩国人创立的组织 从 年开始每年举办一届比赛 ? 的比赛中只有实际机器人的比赛 没有仿真组比赛 目前其国际影响力比较小 主要有韩国!新加坡!巴西等一些国家的研究机构组队参赛 ? 采用集中式系统结构 即系统中只有一个决策机制 比赛过程中需要人的部分参与 而 ≤∏ 为分布式系统 各个队员具有自己独立的进程 负责自身的信息感知!决策和动作执行 进程之 第 卷第 期 年 月 机器人 ΡΟΒΟΤ? ≥ Ξ 收稿日期

足球机器人设计【文献综述】

文献综述 机械设计制造及其自动化 足球机器人设计 一、前言 足球运动是大家都非常喜爱的运动。让机器人来踢足球呢?听起来是天方夜谭,可是他确实存在,足球机器人诞生于20世纪末,是高科技与体育运动结合的产物,其目标是到2050年前后,在“可比”的条件下,一支智能足球机器人比赛队伍要能战胜当时的人类世界足球冠军队。这是从事智能足球机器人事业的科技工作者所面临的十分艰巨的挑战。智能足球机器人涉及计算机、自动控制、传感与感知融合、无线通讯、精密机械和仿生材料等众多学科的前沿研究与技术融合,包括动态不确定环境中的多主体合作、实时推理~规划~决策、机器人学习和策略获取等当前人工智能的热点问题。智能足球机器人系统的研究和开发是培养信息自动化科技人才的重要手段,也是展现高科技发展的生动窗口和促进科技成果实用化的一个途径。]1[ 二、国内外足球机器人发展的现状 在人工智能与机器人学历史上,1997年将作为一个转折点被记住。在1997年5月,IBM 的“深蓝”击败了人类国际象棋世界冠军,人工智能界40年的挑战终于取得了成功。在1997年7月4日,NASA的“探路者”在火星成功登陆,第一个自治机器人系统Sojourner释放在火星的表面上。与此同时,RoboCup也朝着开发能够战胜人类世界杯冠军队的智能足球机器人队走出了第一步。 足球机器人的最初想法是由加拿大不列颠哥伦比亚大学的艾伦·马克沃斯(Alan Mackworth)教授于1992年提出的。日本学者迅速对这一想法进行了系统的调研和可行性分析。1993年6月,包括浅田埝( Minoru Asada)、Yasuo Kuniyoshi和北野宏明(Hiroaki Kitano)在内的一些研究工作者决定创办一项机器人比赛,暂时命名为RoboCup J联赛。然而在一个月之内,他们就接到绝大部分是日本以外的研究工作者的反应,要求将比赛扩展成一个国际性的联合项目。由此他们就将这个项目改名为机器人世界杯赛(Robot World Cup Soccer Games,简称RoboCup)。 与此同时,一些研究人员开始将机器人足球作为研究课题。隶属于日本政府的电子技术

足球机器人的搭建与思路

足球机器人的搭建与思路 足球机器人是由我们学生自己将孔板、底盘、立柱,驱动轮,碰撞环、万向轮、微动开关、电机、电池等各个部分搭建成功。 在足球机器人的创建思路上,开始我们使用了灰度传感器来辨别方向,区分敌方和我方的球门,但是发现与现实需求差别较大,因为受足球场地图纸印刷效果的影响较大,在老师的提示下,我们进行了改进,使用了数字指南针来辨别方向,这样就可以在360度全部范围内自由控制了,使我们的足球机器人能够分清敌方我方,不至于进乌龙球。并且在进攻机器人的前端安装上火焰传感器, 我们的机器人采用了声控启动,它能够根据麦克风来收集声强信号,调整相应的参数值可以使机器人在不同的噪声环境下完成声控启动。 数字指南针 V 字型挡板

在进攻足球机器人上,我们在原来的基础上增加了一个V字型的挡板,使球更加准确无误的进入对方的球门。防守队员上,我们设计增加了一块弓形挡板,使它能够有效阻挡住对方进攻机器人射过来的足球,为了能够观察到从不同角度射来的足球,我们增加了火焰传感器并将传感器安装在机器人的环向四周。由于模拟口数量的限制及为了增加火焰传感器的灵敏度,我们在同一方向上设置了两个传感器并将它们并联在一起。 弓形挡板 火焰传感器 在我们的机器人中,我们采用扩展接口来接受火焰传感器的信号,并且让机器人判断出在不同的数值做出相应的动作。 为了更好的控制机器人,我们把机器人各传感器的检测值通过显示屏让它能够显示出来,使我们能够更直接与机器人沟通。 在足球比赛中,对数值的精确度的要求很高,所以我们必须在不同的环境下不断修改数值,是机器人更加准确,力争完美。 我们希望在这次大赛中检验我们的机器人,并学习其他参赛队伍的优点,

机器人足球比赛的场地及用球规则

机器人足球比赛的场地及用球规则 导读:我根据大家的需要整理了一份关于《机器人足球比赛的场地及用球规则》的内容,具体内容:机器人足球比赛像人类足球比赛一样,也有相应的足球比赛规则,下面由我为大家介绍机器人足球比赛场地及用球规则,希望大家喜欢!机器人足球比赛场地和足球规则1.机器人足球赛台的... 机器人足球比赛像人类足球比赛一样,也有相应的足球比赛规则,下面由我为大家介绍机器人足球比赛场地及用球规则,希望大家喜欢! 机器人足球比赛场地和足球规则 1.机器人足球赛台的球场区长1220mm、宽1830mm,球场四周有宽度为220mm的白色边界区。边界区四周有宽80mm、深15~18mm的沟槽。沟槽四周为高160mm、厚15~18mm的档板。边界区及沟槽刷白色亚光漆,档板刷黑色亚光漆。 2.赛台中央的木质底板上覆盖一层喷绘的背胶场地纸。绿色球场及白色边界区应水平和平整。 3.赛台应放置在约400mm高的桌上。 4.球门宽度为450mm,深度为80mm。每个球门在距地面140mm处有一横梁。球门 2 内有高度为80mm的后壁。球门内侧涂成天蓝色,地面为白色。球门外侧面应涂成亚光黑色。 2.5 场上有六个发球点和一个开球点 5.场上有六个发球点和一个开球点。 6.参赛队必须根据场馆的照明和磁场条件调整机器人。比赛组织者将尽

力保持较低的照度,并使赛场远离磁场(比如,地板下的布线和金属物体)。但是,建议各参赛队应设法让自己的机器人能适应各种照明和磁场干扰情况,并能应对场地表面大约5mm高的轻微起伏。 7.比赛采用能发射红外线的直径75~80mm的电子球。每场开赛前,裁判都要检查足球是否损坏。本届竞赛用球为Wiltronics制造的MK2红外球,或由日本EK公司制造的RoboSoccer RCJ-04足球。这两种球均可用于比赛。MK2红外球外壳较薄,参赛队必须控制机器人的动力,否则,损坏足球后可能会根据规则被罚出场或取消比赛资格。 足球机器人规则 1.机器人必须是经参赛队员启动后能够自动运行的机器人,禁止使用任何遥控方式。为了策略或备份的需要,每支参赛队可携带三台机器人参赛,但在同一场比赛中只能使用两台机器人且不能更换。 2.参加本比赛的机器人限用竞赛组委会指定的教育机器人套材。只要有可能,也允许以上器材混用,允许自制机器人。 3.机器人必须能自由纳入内径为220mm的开口圆筒中,重量不得超过2.5kg。 4.机器人带球的控球区定义为机器人身上的任何突出部位形成的内部 空间,控球区的深度不得超过30mm。 5.机器人的程序编写应由参赛队员自己完成。禁止使用未经充分修改的由商业成品或培训机构提供的程序。学生必须能证明他们自己对程序有充分的了解。 6.机器人使用组委会提供的6节1.5V专用干电池,电池盒必须位于机

中国机器人大赛以及国际机器人足球锦标赛背景介绍

机器人竞赛是近年来国际上迅速开展起来的一种高技术对抗活动,它涉及人工智能、智能控制、机器人、通讯、传感及机构等多个领域的前沿研究和技术融合。它集高技术、娱乐和比赛于一体,引起了社会的广泛关注和极大兴趣。目前,国际上推出了各种不同类型的机器人比赛,如机器人足球、机器人舞蹈、机器人相扑、机器人投篮等,其中尤以机器人足球比赛 最为引人注目。 标准的足球机器人比赛国际上主要有两个组织,一个是RoboCup,另一个是FIRA。相比之下,RoboCup在国际上具有更大的影响力。RoboCup的目标是:到2050年左右,机器人足球队可以按照国际足联的规则与世界杯冠军队进行一场举世瞩目的人机大赛,并战而胜之。这个目标是人工智能与机器人学今后50年的重大挑战。从莱特兄弟的第一架飞机到阿波罗计划将人类送上月球并安全返回地球花了约50年时间;同样,从数字计算机的发明到“深蓝”高性能计算机击败人类国际象棋世界冠军也花了约50年时间。科学家们相信,经过约50年的努力,建立人形机器人足球队并完成上述目标是完全有可能实现的。有史以来,人类不断地挑战自我,战胜自我,相信机器人足球队战胜人类世界冠军队将是人类智慧的又一 次胜利。 将机器人足球作为一个标准问题和研究工具,其目的是促进人工智能和智能机器人科学与技术的研究与发展。机器人足球是以体育竞赛为载体的高科技对抗,是培养信息、自动化领域科技人才的重要手段,同时也是展示高科技的生动窗口和促进科技发展的有效途径。RoboCup有严格的比赛规则,它融趣味性、观赏性、高科技为一体,日益得到许多人,尤其是青少年的关注和喜爱,是人们了解和关注人工智能和智能机器人科学与技术的一座桥梁。 1996年,RoboCup国际联合会成立,并于1996年在日本举行了表演赛。1997年首届RoboCup比赛及会议在日本的名古屋举行,从而为实现机器人足球队击败人类足球世界冠军的梦想迈出了坚实的第一步,以后每年举办一届。1998年在法国巴黎,1999年在瑞典斯德哥尔摩,2000年在澳大利亚墨尔本,2001年在美国西雅图,2002年在日本福冈,2003年在 意大利帕多瓦,2004年在葡萄牙里斯本,2005年在日本福冈,2006年在德国的不来梅,2007 年在美国的 亚特兰大举行。2008年将在中国的苏州举办,这将是首次在中国举行的机器人足球 世界杯。 近年来,RoboCup系列比赛积极地发展与壮大,正在成为一项涵盖大学生和中小学生的全方位的国际著名赛事。目前RoboCup的活动包括:技术会议、机器人比赛、挑战计划、教育计划、基础发展等。机器人比赛是所有活动的核心,在足球比赛、救援比赛和青少年比赛三个大项目下,分别设立了2D仿真、3D仿真、小型组、中型组、四腿组、类人组,救援组、家庭组、微软足球挑战赛、青少年舞蹈组、青少年足球组、青少年救援组等十多个类别的不 同赛事。

足球机器人智能决策系统设计实现

足球机器人智能决策系统 设计实现 This manuscript was revised on November 28, 2020

本文由liuchentc贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 第17卷 第4期 北京机械工业学院学报 Juom ̄oeintueocieyfinIsitfMahnrBjgt V0.7NO.114De.02c20 2002年12月 文章编号:08—15(020106820)4—0400—04 足球机器人智能决策系统设计实现 南建辉,贾永乐 (京机械工业学院北计算机及自动化系.北京1o8)oo5 摘 要:球机器人系统为人工智能特别是多智能体的研究提供了一个标足 准的试验平台。系统的核心是“”决策系统;分层递阶决策的基础上,取模块脑即在采

化设计;细介绍了决策系统各个模块包括视觉模块、策模块和控制模块等,提详决并 出了一系列新的实现方法。 关 键 词:球机器人;能决策;块足智模文献标识码:A中图分类号:P1T8 机器人足球比赛兴起于90年代。是自动化及机器人领域最具有前瞻性的研究之一。足它 球机器人系统是一个典型的多智能体系统和分布式人工智能系统,及机器人学、算机视觉涉计和模式识别、智能体系统、工神经网络等领域。而且它为人工智能理论研究及多种技术的多人集成应用提供了良好的实验平台【l。12】由于上述特征。足球机器人研究受到国内外广泛关注。目前比较有影响的足球机器人比赛组织有Rou(器人足球世界杯)FRA(eeainonetnlbtocrslP机mC和IFdrtftmaiaRoo—Sce.oIoA sctn。oii)分别由日本和韩国的学者发起。RbCp的比赛。aooou目前分为4组:真组、10、仿F8组F00组和有腿S20ONY机器人组…3。 近年来,于足球机器人的研究在国内发展较快,其是

机器人足球赛简介

机器人足球赛简介 RoboCup是一个通过提供足球比赛这样一个标准问题来促进人工智能、机器人以及相关领域的研究而建立的国际组织。 1997年,是人工智能和智能机器人研究史上重要的一年,同年5月,IBM的深蓝机器人击败了人类国际象棋冠军,人工智能领域四十多年的挑战终于成为现实;7月4日,NASA 的“火星探路者”飞行器及其配置的自主移动机器人系统,Sojourner,成功地在火星表面登陆;也就在这一年,首届RoboCup比赛及会议在日本的名古屋举行,为实现机器人足球队击败人类足球世界冠军的梦想迈出了坚实的第一步。 加拿大不列颠哥伦比亚大学的教授Alan Mackworth在1992年的论文《On Seeing Robots》(新加坡世界科学出版社:《计算机视觉:系统、理论与应用》)中提出训练机器人进行足球比赛的设想。1992年10月,在日本东京举行的《关于人工智能领域重大挑战的研讨会》上,与会的研究人员对制造和训练机器人进行足球比赛以促进相关领域研究进行了探讨。1996年,RoboCup国际联合会成立,并在日本举行了表演赛,以后每年举办一届。RoboCup 的使命是促进分布式人工智能与智能机器人技术的研究与教育。通过提供一个标准任务,使得研究人员利用各种技术,获得更好的解决方案,从而有效促进相关领域的发展。他的最终目标是经过五十年左右的研究,使机器人足球队能战胜人类足球冠军队。 RoboCup机器人足球的研究融入了计算机、自动控制、传感与感知融合、无线通讯、精密机械和仿生材料等众多学科的前沿研究与综合集成,其研究领域包括智能机器人系统,多智能体系统,实时模式识别与行为系统,智能体结构设计,实时规划和推理,基于网络的三维图形交互,传感器技术。其技术特点有:动态实时系统、分布式合作与协调、带噪声的,非全信息的环境模型、非符号化的环境信息、受限的通讯带宽等,它的设计主要分成以下模块:机械系统、电子系统、视觉系统、决策系统和通讯系统和车载系统等系统的设计。 l、RoboCup足球机器人仿真组(2D、3D) 仿真组比赛是RoboCup 的组成部分。RoboCup 仿真比赛是一个能为多智能体系统和模拟智能进行研究与教育的工具。比赛是在一个标准的计算机环境中进行的,提供了一个完全分布式控制,实时异步多智能体环境。通过这个平台,测试各种理论,算法和Agent 体系结构。在实时异步,有噪声的对抗环境中,研究多智能体的合作对抗问题。当然,仿真组的比赛使用的机器人并非是真的机器人。一个机器人是Agent, 拥有自己的大脑,是一个独立的"主体"。而一个球队实际是程序组成的。服务器的工作就是计算并更新球场上所有物体的位置和运动,发送视觉和听觉信息给球员,接收球员的命令。

2019年中国电教馆电脑制作机器人足球竞赛规则

附件2 机器人足球竞赛规则 该规则适用于1对1和2对2对抗赛,不同之处有注明。小学组为1对1竞赛,初中组和高中组为2对2竞赛。 一、竞赛场地及设备标准 1.场地(内侧):长183cm,宽122cm,高14cm。四角有防死球的等腰直角三角柱,直角边长8cm。 2.墙壁:场地边界有墙壁(包括球门区)。墙壁高为14cm,墙壁内侧为黑色(哑光)。 3.球门:球门位于场地底线的中间,宽60cm,深12cm,高14cm。球门上方有2cm宽的横梁,在搭建和编程时,应保证机器人不能进入球门横梁内侧。可以使用球门上方的横梁以防止机器人进入球门内。球门内部,包括地面、墙壁和横梁可以涂色(两边球门分别为黄色和蓝色)。 4.地面:地面是草绿色光滑硬质地面,可以是广告喷绘膜或者油漆板材等。 5.开球点:球场中央点。 6.坠球点:场地中定义了五个坠球点。一个在场地正中;其余四个坠球点位于四个墙角附近,沿着赛场的长边分布,是在两边球门内侧联线方向上,靠近场地中部且距离门柱45cm远的那一点。场地中的坠球点将用黑点标示。 7.中圈:场地上将标出中圈,以场地中心为圆心,直径60cm,由黑色窄圈标示。在开球时裁判可以中圈为依据。 8.禁区:在每个球门前有个宽30cm、长80cm的禁区。禁区由宽1cm的白线标示,白线也是禁区的一部分。当机器人所有部分都在禁区内时,才视作“机器人在禁区内”。 9.照明:为稳定的室内照明灯光。 10.机器人:机器人体积(包括静止和比赛状态)正常置放时垂直投影面积必须在直径22cm(含)范围之内,限高22cm(含)以下,限重1.1kg(含)以下,机器人的启

动、停止开关应设于机器人上方。 根据机器人电源连接方式不同(串联或并联),一台机器人使用的所有电源的总输出不得超过9V(即2串锂聚合物电池或6节干电池),不得使用升压、稳压装置。每台机器人的电源都必须有一个接口,以便测量电压,除非该机器人的电源从外观和连接方式能明显看出它的电压。单场比赛期间不允许充电或更换电池。 机器人不允许使用发射管发射红外光,可以使用红外测距传感器,但不能用于干扰其他机器人,各类测距传感器的数量不能超过4个。不允许在机器人表面使用能够反射红外光的材料。如果给机器人涂色,则必须涂成哑光的。选手应采取措施避免非主观的可见光及红外光源影响机器人的行动。 机器人只允许采用双驱动轮配置,即由两个电机分别独立控制一个着地的轮胎,可以安装辅助平衡的随动轮或万向球,随动轮或万向球与两个驱动轮必须成“十”字分布或“品”字分布,不能安装成两列形式。机器人不能在己方球门前只作左右移动,而应该能做出直接迎向足球的动作。 机器人(形成三面包围球体的)踢球装置的控球深度最大为1cm,以突出的两点之间成一水平连线中任一点且垂直到机器人边沿的直线距离计算。 机器人如果有盘球和弹射装置,可使用相对应的电机进行操控,在盘球装置可正常运转的情况下,机器人(形成三面包围球体的)踢球装置处的控球深度最大可放宽至为3cm。 11.足球:使用直径(74±5)mm的匀称电子球,该球会发出红外调制光,1200Hz阶梯波调制(载波40kHz),重95±5g(不含电池)。 二、名词定义解释 1.出界球:足球(越过墙壁)被机器人踢出球场外。 2.进球:当球完全进入球门区域或碰到球门后壁反弹,

集控式足球机器人决策与控制系统设计与开发

文章编号:100220446(2005)0520431205 集控式足球机器人决策与控制系统设计与开发3 薛方正1,徐心和2,冯挺2 (1.重庆大学自动化学院,重庆 400044; 2.东北大学人工智能与机器人研究所,辽宁沈阳 110004) 摘 要:构建了由视觉子系统、决策子系统、无线通信子系统、机器人小车子系统和总控子系统组成的集控式足球机器人系统.总结了具有集中视觉、决策与控制的集控式足球机器人系统的控制问题.设计了基于分层递阶控制结构的足球机器人决策子系统.小车控制器构成“无脑”的执行器,运动控制器中集成了各种各样的动作函数,组织层则融合了不同的决策方案.长期的开发实践和实战成绩都表明,该系统具有良好的结构和优异的性能. 关键词:机器人足球;决策;分层递阶控制;推理模型;反应式策略 中图分类号: TP24 文献标识码: B D esi gn and D evelopm en t of the D ec isi on2mak i n g and Con trol Syste m of Cen tra li zed Soccer Robot XUE Fang2zheng1,XU Xin2he2,FENG Ting2 (1.School of Auto m ation,Chongqing U niversity,Chongqing400044,China; 2.Institute of A I&Robotics,N ortheastern U niversity,Shenyang110004,China)  Abstract:A centralized s occer r obot syste m composed of such subsyste m s as visi on,decisi on2making,wireless communi2 cati on,r obot car and cons ole is constructed.This paper su mmarizes the contr ol p r oble m s of the centralized s occer r obot sys2 te m with central visi on,decisi on2making and contr ol syste m,and designs a s occer r obot decisi on2making subsyste m based on the hierarchical contr ol structure.The r obot car contr oller is a“brainless”execut or,the moti on contr oller includes all kinds of acti on functi ons,and different decisi on sche mes are collected in the organizing level.Longti m e devel opment p rac2 tices and competiti on achieve ments p r ove that the system has good structure and high perf or mance.  Keywords:r obot s occer;decisi on2making;multilevel hierarchical contr ol;reas oning model;reactive strategy 1 引言(I n troducti on) 集控式足球机器人[1]是指具有集中视觉和统一决策的足球机器人系统,如F I RA的M ir oSot和N ir o2 Sot比赛,RoboCup的小型组(F2180)比赛.每个球队有3~11个机器人不等(因比赛项目而异),但是作为机器人的眼睛(视觉),全队只有一个,高挂在球场上方,通常由CCD摄像头采集图像,并由主计算机统一进行图像处理和识别.每当识别出本队(或双方)球员和球的位置与朝向之后,或将检测信息发送给本方球员(F2180),或交给主机上的决策子系统进行决策(M ir oSot,N ir oSot,F2180).由于视觉功能的统一实现,也由于视觉获得信息比较完整(如果视觉系统设计与临场调试得当),给统一决策带来极大的方便.尽管每个球队都有多个机器人小车,但将此类系统称之为多机器人系统或多智能体系统(multi2agent syste m)却比较勉强,因为它们只具有同一个眼睛和大脑.很显然,此类机器人足球系统相对于其它类型,比如自主机器人(F I RA:RoboSot,RoboCup:F2 2000每个机器人都有自己的眼睛和大脑)与人形机器人(F I RA:Hur oSot,RoboCup:Humanoid既要直立行走,又要独立感知),结构简单,容易开发.所以集控式机器人足球开展得最为普及. 集控式足球机器人一般由5个子系统组成,即视觉子系统、决策子系统、无线通信子系统、机器人小车子系统和总控子系统,如图1所示.许多文献  第27卷第5期 2005年9月机器人 ROBO T Vol.27,No.5  Sep t.,2005 3基金项目:国家863计划资助项目(2001AA422270). 收稿日期:2004-09-16

机器人足球比赛规则

中国青少年机器人竞赛 机器人足球比赛规则 1 前言 2对2机器人足球比赛规则经过几次调整,基本达到强调机器人足球比赛中的技术而不是一味比拼速度和力量的目的,加强了对参赛学生能力的考核,对机器人足球的正常发展是有益的。为了更方便训练和比赛,再次对规则进行修订。 2 比赛场地和足球 2.1 机器人足球赛台的球场区长1220mm、宽1830mm,球场四周有宽度为220mm的白色边界区。边界区四周有宽80mm的坡面,四周为高150mm、厚18mm的档板。边界区及坡面均刷白色亚光漆,档板刷黑色亚光漆。赛台尺寸如图1所示。赛台用木工板制成。 2.2 赛台中央的木质底板上覆盖一层喷绘的背胶场地纸。绿色球场及白色边界区应水平和平整。 图1 比赛场地(mm) 2.3 赛台应放置在约600mm高的架子上。

2.4 球门内宽为450mm,深度为80mm。每个球门在距地面140mm处有一横梁。球门内有高度为80mm的后壁。球门内侧涂成天蓝色,地面为白色。球门外侧面应涂成亚光黑色。球门用厚度不超过12mm的木板制成。 2.5 场上有六个发球点和一个开球点,图2中用白点表示,但在场地纸上并未标记。 图2 发球点、开球点和罚球区 2.6 参赛队必须根据场馆的照明和磁场条件调整机器人。比赛组织者将尽力保持较低的照度,并使赛场远离磁场(比如,地板下的布线和金属物体)。但是,建议各参赛队应设法让自己的机器人能适应各种照明和磁场干扰情况,并能应对场地表面大约5mm高的轻微起伏。 2.7 比赛采用能发射红外线的直径70~75mm的电子球。每场开赛前,裁判都要检查足球是否损坏。本届竞赛用球为日本EK公司制造的RoboSoccer RCJ-05足球,使用抗于扰力较强的调制模式。参赛队必须控制机器人的动力,否则,损坏足球后可能会根据规则5.7.2和6.7被罚出场或取消比赛资格。 3 机器人 3.1 机器人必须是经参赛队员启动后能够自动运行的机器人,禁止使用任何遥控方式。为了策略或备份的需要,每支参赛队可携带三台机器人参赛,但在同一场比赛中只能使用两台机器人且不能更换。 3.2 参加本届比赛的机器人限用竞赛组委会指定的厂家的机器人套材。只要有可能,也允许以上器材混用,允许自制机器人。

机器人足球使用器材概要

一、机器人足球使用器材 足球运动作为一项体育竞技项目,完美地体现着人类追求配合、协作、体能、竞争……揭示着人类对于美的追求。正是因为它独特的魅力,才能如此长久地鼓舞人们的热情,让你哭、让你笑,让你激动,让你为之疯狂,让你欲罢不能……机器人足球是以足球为载体的前沿高科技研究和高技术对抗,它广泛涉及人工智能、计算机视觉、自动控制、精密仪器、传感和信息等一系列学科的创新研究,其研究成果可广泛应用于工业、农业、军事、信息技术等实际领域,集中反映出一个国家的高科技水平和综合国力。 目前教育部, 中国科协,关心下一代委员会等多个政府部门开展的机器人活动都包括机器人足球项目。但是,比赛机会少。为了能让更多的学生参与这项有意义的活动。西觅亚公司作为世界青少年机器人足球杯(ROBOCUP JUNIOR)的中国代表, 希望提供给大家一个交流的机会,让机器人足球可以普及,从2004年3月开始进行机器人足球邀请赛,并且全国比赛选出的优胜队将会代表中国参加2004年在葡萄牙举办的ROBOCUP JUNIOR 总决赛。 1、机器人控制核心——RCX 我们如何控制机器人的运行?乐高课堂里的机器人主要由微电脑——RCX来控制。RCX有3路输入、3路输出可以连接各种传感器和马达等输入、输出设备。RCX可以保存5个独立的应用程序,通常,其中3个是供用户使用的。需要时,可以将5个独立程序都给用户使用,这需要在“Administrator”中通过点击“RCX Settings”,将RCX的1、2程序解锁。RCX的操作系统是面向事件(event-oriented)的,可以并行处理10个任务。 事实上,我们不仅可以用RoboLab软件来为RCX编写程序,还可以做其他选择,例如NQC(Not Quiet C )。利用ActiveX控件,你可以使用Visual Basic ,Visual C++,Delphi等多达30多种正式、非正式语言为RCX编写程序。更不可思议的是,你甚至可以不用Lego提供的固件,而改用其他的固件,如LegOS。 2、机器人感觉器官——传感器 乐高提供了4种基本的传感器: 光电传感器触动传感器角度传感器温度传感器 其他足球专用传感器: 高级光电传感器

智能足球实验报告

智能足球实验报告 篇一:实验报告 实验报告 这周,我们去西部自动化楼的自主机器人实验室参观了学校的自主机器人。以前看变形金刚认为机器人的无所不能太虚拟,自己对这方面也不太了解。但通过这次参观后,我对机器人有了初步了解。还记得当时看功夫足球时最后一场比赛人与机器人比赛太虚拟,但当老师给我们放RoboCup中型足球机器人比赛时,自己才感觉到原来机器人踢球也很好玩,机器人踢球也并不虚拟。这次参观并近距离接触后,才知道机器人是怎样踢球的。我看到机器人内部有各种传感器、控制器,机器人就靠这些传感器构成了其里面的各个系统,比如视觉系统,通讯系统等等,它们靠着这些系统在无外界人为信息输入和控制的条件下,独立完成踢球的任务。而且通过老师播放的视频,足球机器人比赛的精彩程度不亚于真实的比赛。随着机器人的不断发展,我想人机大战将很快会实现。?另外,我们还参观了服务机器人,听老师介绍,这是上大自强队比赛用过的机器人。看着它的那支“手”,自己不禁感觉现代社会的科技发展确实迅猛啊!想想原来要让机器人干家务活几乎是天方夜谭,这几乎是不可能办到的事,但现在,一切皆有可能呀!不禁让人感慨啊!而且听老师讲服务机器人的应用范围很广,不仅仅做家务还

可从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。他可以是护士的助手,可以是智能轮椅,还可以······而且看了几段上大服务机器人的比赛,对他们能识别不同的环境大为吃惊,不仅仅是主人,物品,甚至连房间的路径也能识别,确实很棒。我想,随着社会的发展,机器人将无处不在,在社会的各个领域都会出现他的身影。 尽管家庭机器人尚未完全产业化,但我想今天的机器人就像20年前的微型计算机一样,作为计算机技术及现代IT综合技术的一个必然延伸,家庭机器人技术将以前所未有的速度实现突破和发展。在不久的将来,社会会因机器人发展而发展,人们的生活也会因机器人的改变而改变。 或许我们现在也会因机自主器人这门课而改变些什么吧!拭目以待吧! 智能自主足球机器人系统的关键技术有机器人控制系统的体系结构、移动机器人自定位、实时视觉、多机器人传感器融合、多机器人协作、机器人的学习等多项关键技术。全自主机器人足球比赛的特点是每个机器人完全自治,即每个机器人必须自带各种传感器、控制器、驱动器、电源等设备。比赛中,各机器人队不允许使用全局视觉,也不允许人为的干预。 ? 篇二:智能足球机器人论文

1:机器人足球竞赛规则

该规则适用于全国活动决赛中2对2和1对1对抗赛,不同之处有注明。小学组为1对1竞赛,初中组和高中组为2对2竞赛。 一、竞赛场地及设备标准 1.场地(内侧):长183cm,宽122cm,高14cm。四角有防死球的等腰直角三角柱,直角边长8cm。 2.墙壁:场地边界有墙壁(包括球门区)。墙壁高为14cm,墙壁内侧为黑色(哑光)。 3.球门:球门位于场地底线的中间,宽60cm,深12cm,高14cm。球门上方有2cm宽的横梁,在搭建和编程时,应保证机器人不能进入球门横梁内侧。可以使用球门上方的横梁以防止机器人进入球门内。球门内部,包括地面、墙壁和横梁可以涂色(两边球门分别为黄色和蓝色)。 4.地面:地面是草绿色光滑硬质地面,可以是广告喷绘膜或者油漆板材等。 5.开球点:球场中央点。 6.坠球点:场地中定义了五个坠球点。一个在场地正中;其余四个坠球点位于四个墙角附近,沿着赛场的长边分布,是在两边球门内侧联线方向上,靠近场地中部且距离门柱45cm远的那一点。场地中的坠球点将用黑点标示。 7.中圈:场地上将标出中圈,以场地中心为圆心,直径60cm,由黑色窄圈标示。在开球时裁判可以中圈为依据。 8.禁区:在每个球门前有个宽30cm、长80cm的禁区。禁区由宽1cm的白线标示,白线也是禁区的一部分。当机器人所有部分都在禁区内时,才视作“机器人在禁区内”。 9.照明:为稳定的室内照明灯光。 10.机器人:机器人体积(包括静止和比赛状态)正常置放时垂直投影面积必须在直径22cm(含)范围之内,限高

22cm(含)以下,限重1.1kg(含)以下,机器人的启动、停止开关应设于机器人上方。 根据机器人电源连接方式不同(串联或并联),一台机器人使用的所有电源的总输出不得超过9V(即2串锂聚合物电池或6节干电池),不得使用升压、稳压装置。每台机器人的电源都必须有一个接口,以便测量电压,除非该机器人的电源从外观和连接方式能明显看出它的电压。单场比赛期间不允许充电或更换电池。 机器人不允许使用发射管发射红外光,可以使用红外测距传感器,但不能用于干扰其他机器人,各类测距传感器的数量不能超过4个。不允许在机器人表面使用能够反射红外光的材料。如果给机器人涂色,则必须涂成哑光的。选手应采取措施避免非主观的可见光及红外光源影响机器人的行动。 机器人只允许采用双驱动轮配置,即由两个电机分别独立控制一个着地的轮胎,可以安装辅助平衡的随动轮或万向球,随动轮或万向球与两个驱动轮必须成“十”字分布或“品”字分布,不能安装成两列形式。机器人不能在己方球门前只作左右移动,而应该能做出直接迎向足球的动作。 机器人(形成三面包围球体的)踢球装置的控球深度最大为1cm,以突出的两点之间成一水平连线中任一点且垂直到机器人边沿的直线距离计算。 机器人如果有盘球和弹射装置,可使用相对应的电机进行操控,在盘球装置可正常运转的情况下,机器人(形成三面包围球体的)踢球装置处的控球深度最大可放宽至为3cm。 11.足球:使用直径(74±5)mm的匀称电子球,该球会发出红外调制光,1200Hz阶梯波调制(载波40kHz),重95±5g(不含电池)。 二、名词定义解释 1.出界球:足球(越过墙壁)被机器人踢出球场外。 2.进球:当球完全进入球门区域或碰到球门后壁反弹,

广茂达赛制机器人足球比赛_2v2-2009

广茂达赛制机器人足球比赛 ( 2 Vs 2 ) 一、比赛场地及设备标准 1、场地:长240cm,宽160cm,高18cm。 2、墙壁:场地边界放置墙壁(包括球门区),由木板制成。墙壁为绿色,球门内侧为灰色。 3、球门:球门位于场地底线的中间,球门宽60cm,深15cm,门前有一条宽0.8cm的红色球门线。 4、基板:球场铺有一张灰度由白至绿的渐变色图纸,基板应尽量保持平整和水平。 5、球门区:从球门线两端向中场延伸20cm的矩形区域。 6、点球位:两个半场内距球门线中点垂直距离60cm处。 7、开球点:球场中央点。 8、坠球点:将球场纵向4等份,形成3条线,与中场线的3个交点。如图所示(在真实的场地中坠球点没有明显标志)。 9、照明:比赛场地照明为室内体育馆灯光,采用冷光源。照明等级在比赛时才能确定。参赛者在比赛期间有时间了解周围的灯光等级及标定机器人。 10、机器人:机器人(包括所有部件)必须在一个直径为30cm圆的范围内,限高22cm,限重2.0kg。机器人踢球装置的深度最大为3cm。机器人的传感器与所安装部件必须不影响其他的机器人正常比赛。 11、足球:直径9cm,重160±5g。是一个内部装有电池与小电珠的透明发光球。 二、名词解释 1、出界球:足球(越过墙壁)被机器人踢出球场外。 2、进球:足球的中心(即球的1/2以上)越过球门线且非出界球,即为进球。 3、死球:足球被机器人和墙夹在中间无法移动、或足球被多个机器人包围卡住不动超过5秒钟,以及裁判认为球已不可能自由运动了,则为死球。 4、丢球:机器人在第一次踢出球以后5秒内没有再接触到球。 5、比赛中断:裁判员吹哨宣布比赛开始或继续后,在30秒内没有任何机器人触到球,而且看上去没有机器人将会触到球,为比赛中断。 6、坠球:当发生比赛中断时所采用的继续开始比赛的方式。 7、任意球:发生犯规判罚、出界球、点球未中时所采用的继续开始比赛的方式。 三、比赛规则 1、赛前准备: 各参赛队应根据比赛时间安排,提前10分钟进入比赛区域,做赛前检查及准备调试。比赛开始前,每个机器人需要接受全体裁判员的检查,以确证它们符合上述规范。检查时,机器人大小以其最突出部位为准,即最长点为计算点。不符合规则的机器人将被取消参赛资格。 不允许指导老师进入检查区域。

常见机器人竞赛简介

常见机器人竞赛简介 机器人足球: 机器人足球由于观赏性和竞技性较强,近几年在机器人比赛项目中一直受关注度较高。 将两队由规则允许的机器人球队放置于一块模拟的足球场中,双方机器人尽自己所能将球攻向对方球门。终场后进球数多的一方为胜。这便是机器人足球比赛的基本规则了。 现在机器人足球比赛已成为一种在国际上十分流行的运动,很多国家都有了自己的机器人足球比赛。在世界上比较有影响的赛事主要有两个:一个是由国际机器人足球联合会(FIRA)组织的微机器人世界杯Mirosot,另一个则是由国际人工智能协会组织的机器人世界杯RoboCup。 国际机器人足球联合会(FIRA)成立于1997年,总部设在韩国的大田,每年组织一次机器人足球世界杯,相伴而行的还要举行这一领域的学术研讨。1996年在韩国举行了首届机器人足球世界杯,来自7个国家的23支代表队参加了比赛。1997年6月来自9个国家的22支代表队参加了2个项目的角逐。第三届比赛在巴黎与第16届足球世界杯同期举行,有13个国家的39个代表队参加了4个项目决赛阶段的比赛。由于参赛队增加,1999年第四届分4个赛区进行了预选赛,角逐决赛阶段4个项目的32个名额,比赛已达到相当规模和水平。2000年第五届机器人足球世界杯在悉尼与奥运会相伴而行。FIRA比赛主要项目有超微机器人足球赛、单微机器人足球赛、微型机器人足球赛、小型机器人足球赛、自主式机器人足球赛、拟人式机器人足球赛和仿真机器人。

ROBOCUP的原意为ROBOT WORLD CUP。1997年正式成立,总部设在东京,正式注册在瑞士伯尔尼。ROBOCUP自1997年起每年举办一次机器人足球世界杯赛(The Robot World Cup)。而在1999年的世界杯赛上,SONY公司推出了四条腿的机器狗足球赛,引起了很大的轰动,从此便增加了SONY有腿机器人足球赛。第一届RoboCup机器人足球世界杯赛于1997年8月25日在日本名古屋举行。来自美、欧、日、澳的40多支球队参赛,观众达5000余人。第二届杯赛于1998年7月4日至8日在法国巴黎与第16届世界杯足球赛同时举行,参赛队上升到60多支。1999年7月28日至8月4日,第三届RoboCup世界杯赛及学术大会在瑞典斯德哥尔摩与IJCAI-99联合举行,参赛队多达90余支。2000年8月25日至9月3日,第四届杯赛及学术大学在澳大利亚墨尔本举行,正式参赛队首次突破100大关,达104支。一些著名的大学(如美国CMU和Cornell等,德国Humboldt)、国立研究院(如美国NASA)和大公司(如日本SONY)均参与了相关的活动。RoboCup的主要项目有电脑仿真比赛、小型足球机器人比赛、中型自主足球机器人比赛和SONY有腿机器人足球比赛。 当然,有的的朋友要说如此复杂的东西,根本不适合几个人搞嘛!别急,FIRA和RoboCup 都推出了自己的仿真比赛平台,你只要拥有一台电脑,懂一些编程,就完全可以参与到这项运动中来。仿真足球的最大好处就是你不必去研究图像处理或是通信方面的技术,可以完全把心思用在足球策略上来,这对那些又喜欢编程又喜欢足球的朋友来说是非常有吸引力的。FIRA和RoboCup的仿真平台均可以在它们的官方网站上免费下载。 机器人灭火:

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