[QUOTE] 足球机器人
一、简介
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Alan Mackworth在1992年的论文《On Seeing Robots》中提出的。研究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。他的目的是通过机器人足球比赛,为人工智能和智能机器人学科的发展提供一个具有标志性和挑战性的课题。目前,国际上有组织的机器人足球比赛分为两大系列——FIRA和ROBOCUP。
FIRA的比赛项目主要有:
项目 名称 尺寸(cm) 机器人数 场地尺寸(cm) 球
NAROSOT 超微机器人足球赛 4×4×5 5 130×90 乒乓球
S-MIROSOT 单微机器人足球赛 7.5×7.5×7.5 1 130×90 高尔夫球
MIROSOT 微型机器人足球赛 7.5×7.5×7.5 3 150×130 高尔夫球
ROBOSOT 小型机器人足球赛 15×15×30 3 220×150 曲棍球
S-KheperaSot 自主式机器人足球赛 1 105×68 网球
HUROSOT 拟人式机器人足球赛 Φ15×40(具有2条腿) 待定
Benchmark 机器人标准动作比赛(踢球,射门,传射,三角传球等) 高尔夫球
Robocup的比赛项目主要有:
Simulation League(电脑仿真比赛)
Small—Size League(F-180)(小型足球机器人赛)
Middle—Size League(F2000)(中型自主足球机器人赛)
SONY Legged Robot League (SONY有腿机器人足球赛)
二、机器人足球系统原理
足球机器人系统,在硬设备方面包括机器人小车、摄像装置、计算机主机和无线发射装置(见系统总图)。从功能上分,它包括机器人小车、视觉、决策和无线通讯4个子系统。
机器人小车由车架、车轮、电机、减速机、测速码盘、驱动电源、单片机控制电路与无线接收模块等构成。它可以按着主机发出的命令调整左、右轮转速,以保证按预定的轨迹运动。
视觉子系统是机器人的眼睛。它由悬挂在球场中圈上空2米的摄像头摄取图像,由装在主机内的抓图卡将图像数字化,送入主机内存,再由专用软件对图像进行理解。由于双方各有不同颜色的队标(黄色和蓝色),而机器人也有不同的队员色标。这样计算机就可以通过颜色分割辨识出全部机器人与球的坐标位置与朝向。也就是进行模式识别。
装在主机中的决策子系统根据视觉系统给出的数据,应用专家系统技术,判断场上攻守态势,分配本方机器人攻守任务,决定各机器人的运动轨迹,然后形成给各小车左右轮轮速的命令值。
无线通讯子系统通过主机串行口拿到命令值,再由独立的发射装置与装在小车上的接收模块建立无线通讯联系,遥控场上各机器人的运动。
三、机器人足球的产业化前景
机器人足球是科技、教育和产业化三位一体的事业。从技术的角度看,机器人足球的直接应用领域是各种智能机器人,包括家用机器人、医用机器人、工业机器人和军用机器人等。最大的应用领域是网络信息处理,未来网络信息空间中的软件代理将以类似于足球队员的方式,通过合作在竞争环境中完成预定任务。此外,预期在不远的将来,还将形成一个独立的产业,包括以下几个产业化方向:
1、 面向中小学生的普及型教学软件和机器人产品
初级组比赛对于培养中小学生的科技素养、创新能力和实践能力具有十分重要的作用。对于改变我国中小学教育的落后状况,具有重大的现实意义。因此,在我国开展初级组比赛及相关的教学必将得到社会各界的普遍欢迎。
2、 机器人足球的"职业联赛"
机器人足球赛既是高科技的竞争,又具有足球的观赏性和娱乐性。因此, 必将吸引大批的"球迷"。由于我国在机器人足球方面与世界最高水平的差距远远小于我国人类足球与世界先进水平的差距,因而会对社会产生更大的吸引力。所以,机器人足球赛本身将可以形成一个与人类足球赛类似的产业。
四、中国足球机器人发展概况
中国足球机器人发展十分迅速,一些大学在国际足球机器人赛事中屡次获得好成绩。其中,在刚刚结束的澳大利亚公开赛上,科大“蓝鹰”队获得了冠军。清华大学蝉联robocup仿真组世界冠军。
五、市场分析
目前中国做足球机器人的大学主要为东北大学、北京理工大学、中国科技大学、江南大学、广东工业大学、浙江大学、东南大学、天津大学、长春工业大学等,这些大学都具有雄厚的科研实力,每年都会参加各种比赛,而机器人对电机需求较多(每一个自由度需要一个电机),因此,对电机的需求量很大。但由于足球机器人自身的特点,如自备电源,稳定性要求高,需要我们对现有的控制系统进行改良。做到体积小,分量轻,控制程度高。
最后修改:2004-6-18 11:11:22