机器人足球程序设计的练习
机器人踢足球
机器人踢足球上周我们更新了机器人打篮球的案例，这周我们更新机器人通过视觉实现自主踢球的功能。
预期效果：利用颜色的HSV定位足球，并自主寻找到足球位置执行踢球动作。
1.如果站立能看到足球，说明足球距离机器人比较远，需要执行前进靠近足球。
如果站立时看不到足球就执行小弯腰，小弯腰检测到足球了，说明足球离机器人已经不远了，这个时候机器人执行动作靠近足球，但是要控制好执行的次数。
2.如果站立和小弯腰都看不到足球，说明足球离机器人很近了，需要执行大弯腰来检测足球的位置。
3.在确定好足球位置后，走到足球前再执行踢球动作。
一、利用HSV定位物体1、利用HSV识别颜色RGB颜色空间利用三个颜色分量的线性组合来表示颜色，任何颜色都与这三个分量有关，而且这三个分量是高度相关的，所以连续变换颜色时并不直观，想对图像的颜色进行调整需要更改这三个分量才行。
自然环境下获取的图像容易受自然光照、遮挡和阴影等情况的影响，即对亮度比较敏感。
HSV(Hue, Saturation, Value)是根据颜色的直观特性创建的一种颜色空间, 也称六角锥体模型(Hexcone Model)。
这个模型中颜色的参数分别是：色调（H），饱和度（S），亮度（V）。
对于图像而言HSV颜色空间比RGB更接近人们对彩色的感知经验。
非常直观地表达颜色的色调、鲜艳程度和明暗程度，方便进行颜色的对比。
（HSV颜色模块的运用与RGB颜色模块的使用相同）二、程序编写1、利用函数编写程序1)机器人在站立状态下检测到一个足球时，可以判断是向左走、向右走还是慢慢走；2)机器人看不到足球时，设计一个弯腰动作，弯腰时能看到足球，机器人站立，判断向左还是向右移动；3)当机器人弯腰或看不到足球时，进行大弯动作，检测足球是否在脚下，检测到足球时，站立，判断向左移动。
4)大弯检测不到足球，机器人回到小弯，左右移动头部检测足球，判断左右转向。
（机器人远看识别足球程序）（机器人小弯腰识别足球程序）（机器人大弯腰识别足球程序）（机器人转动头部识别足球程序）编写总程序，将4个函数模块调用到识别到足球的总程序中参考网址：。
机器人足球赛程序设计实验指导书
机器人足球赛程序设计实验指导书（本指导书版权归合肥工业大学机器人足球研究小组所有）实验1 机器人足球比赛编程预备知识1、实验目的掌握RoboCup仿真机器人足球比赛相关知识点，具体内容如下：（1） L inux操作系统的熟悉及了解其基本操作。
（2） 掌握Linux下如何进行C++编程，了解gcc编译器以及一些简单编辑工具，如：vi、emacs、gedit、Anjuta、Kdevelope等。
（3） 启动RoboCup仿真（2D）足球队的比赛。
2、实验设备硬件环境：PC机软件环境：操作系统Linux3、实验内容（1）掌握Linux一些常用的命令：z更改账号密码格式：passwd输入后，屏幕显示：Old password: <输入旧密码>New password: <输入新密码>Retype new password: <确认新密码>z联机帮助格式： man [命令名]例如： man ls屏幕上就会显示所有ls的用法。
z文件或目录处理格式：ls [-atFlgR][name]第一项是一些语法加量。
第二项是文件名。
常用的方法有：ls 列出当前目录下的所有文件。
ls –a 列出包括以．开始的隐藏文件的所有文件名。
ls –t 依照文件最后修改时间的顺序列出文件名。
ls –F 列出当前目录下的文件名及其类型。
以/结尾表示为目录名、以*结尾表示未可执行文件、以@结尾表示为符号连接。
ls –l 列出目录下所有文件的权限、所有者、文件大小、修改时间及名称。
ls –lg 同上，并显示出文件的所有者工作组名。
ls –R 显示出目录下以及其所有子目录的文件名。
z改变工作目录格式:： cd [name]name ：目录名、路径或目录缩写。
常用的方法有：cd 改变目录位置至用户登录时的工作目录。
cd dirl 改变目录位置至dirl目录下。
cd ~user 改变目录位置至用户的工作目录。
机器人程序设计(C语言)(第2版)章节练习题及参考答案
第一章一种新的C语言学习方式1.一台能够工作的计算机包括？CPU （Central Processing Unit,中央处理单元，进行运算和控制，包括运算器和控制器等）、存储器（如RAM、ROM等）、输入设备、输出设备（包括串行/并行接口、USB等）。
其中，RAM （RandomAccess Memory,随机存储器）主要用于存储数据，ROM （RcadOnlyMemory, 只读存储器）主要用于存储程序。
2.单片机工作时需要什么？需要稳定的电源、晶振、外部存储器和编程调试接口，就像计算机工作时需要电源、晶振、硬盘或其他大容量外部存储器和操作系统一样。
微控制器是将单片机独立工作所需的电源适配器、晶振、外部存储器和串口转换电路等封装到一个模块上，这样就能直接与计算机连接并进行编程开发，不需任何其他芯片和电路。
3. AT89S52是一种什么样的单片机？是一种高性能、低功耗的8位单片机，内含8 KBISPdn-System Programmable系统在线编程）可反复擦写IOOO次的Flash只读程存器，采用ATMEL公司的高密度非易失性存储技术制造,兼容标准MCS51指令系统及其引脚结构。
在实际工程应用中，功能强大的AT89S52 已成为许多高性价比嵌入式控制应用系统的解决方案。
4. Progisp是一款什么样的软件？是一款免费下载的ISP软件，不需要专门的安装即可使用，非常方便。
使用该软件，读者可以将C语言程序生成的可执行文件下载到机器人单片机上。
使用时需要1根USBA转B 信号线。
5.简述串口调试工具的特点。
串口调试工具就是串行通信接口调试软件，集数据发送、数据接收、数据监控、数据分析等功能于一身，具有小巧精致、操作简捷、功能强大的特点，可以在串口通信监控、设备通信测试工作中有效提高效率。
6. pr i ntf （）函数称为？称为格式输出函数，其功能是按用户指定的格式，把指定的数据输出显示。
Print （）函数是C语言提供的标准输出函数，定义在C语言的标准函数库中，要使用它，必须包括定义标准函数库的头文件stdio. h o第二章最简单的C程序设计——机器人做算数1. C语言用什么整型变量？C语言用关键字imt定义整型变量。
机器人足球实验报告
机器人足球实验报告摘要：随着科学技术的不断发展，机器人技术日益成熟，机器人足球作为一种新型的竞技项目在世界范围内得到了广泛的关注和发展。
本实验以机器人足球为研究对象，旨在探究机器人在足球比赛中的性能表现，并对机器人足球比赛中的一些关键问题进行分析和解决。
一、引言机器人足球是一项融合了机械、电子、计算机等多学科知识的综合性竞技项目。
与传统足球不同，机器人足球通过机器人来参与比赛，融入了自动控制、图像识别、路径规划等技术，具有很大的研究价值和实践意义。
二、实验设计与方法本实验以一支机器人足球队为基础，通过对机器人的硬件和软件进行优化，提高机器人的灵活性和对足球的感知能力。
同时，在比赛中分析机器人队伍的战术布局和策略。
首先，我们对机器人的机械结构进行了改进，增加了关节活动范围，提高了机器人的灵活性，使机器人能更好地进行射门、传球和防守等动作。
其次，我们优化了机器人的电子控制系统，增加了感知模块和数据处理单元，提高了机器人对足球和环境的感知能力。
通过图像识别和目标检测算法，机器人能够更准确地识别和跟踪足球，并做出相应的动作。
最后，在比赛中，我们运用了智能算法和策略来指导机器人的行动，如路径规划、团队协作、进攻与防守等。
通过不断的调整和优化，提高了机器人足球队的整体战术水平。
三、实验结果与讨论在实验中，我们对机器人足球队的性能进行了评估。
通过与其他队伍的比赛，我们发现我们的机器人足球队在射门、传球和防守方面表现出色。
机器人的投射精度和射门速度较高，传球的准确性和防守的及时性也得到了很好的提升。
然而，我们也遇到了一些问题。
在比赛中，机器人的感知和决策能力仍然有所不足，有时会出现误判的情况，导致比分失利。
此外，机器人队伍的协作能力也需要进一步提高，以便更好地配合战术运作。
四、结论与展望通过本次实验，我们对机器人足球的发展和应用有了更深入的理解。
机器人足球作为一种新型的竞技项目，具有巨大的潜力和发展空间。
在未来，我们希望能够进一步完善机器人足球队的感知和决策能力，并加强机器人队伍之间的协作，提高机器人足球比赛的整体水平。
机器人足球C语言教程
6.1 C语言快速指南6.1.1 快速入门C程序都是由函数定义和数据对象定义组成。
而函数定义包括数据对象定义、语句和表达式。
例：一个只定义了main()函数的简单C程序。
void main(){printf("Hello, robot!\n");while(1){}}所有的函数都必须有一个返回值类型说明。
main()函数不返回值，返回值类型为空void。
其他的返回值类型还有整型(int)、浮点型(float)等。
紧接着函数说明的是函数名（在上面的例子中是main ），接着是圆括号里的函数参数(或入参)，虽然main函数没有参数，但还是需要一对空圆括号。
函数参数说明之后是前花括号“｛”，它标明实际函数代码开始位置。
花括号对“｛｝”用于标出函数定义范围。
接下来是函数体，包含一系列Ｃ语句，它们完成某些指定功能。
例子中只有一句：printf（格式化输出）。
它将在LCD显示屏上输出“Hello,robot！”。
“\n”表示行结束符。
printf语句以分号＂;＂结束。
所有的Ｃ语句都必须用分号“;”结束。
初学者常犯的错误是漏掉语句后面的分号“;”。
后花括号＂｝＂表示main函数结束。
让我们看另一个例子，来学习Ｃ更多的特性。
下面的代码定义了一个sound 函数，它让机器人叫n下，并返回检测到的音量值。
int sound(int n){int i;for(i=0;i<n;i++)beep();return(micphone());}此函数被说明为整型(int)，也就是它将返回一个整型值，这个值是由话筒检测函数microphone()检测到的。
紧接着是函数名sound，sound后面括号中的是参数，此函数只有一个整型参数n。
请注意说明一个参数类型与说明一个函数类型是类似的，也有整型、浮点型等类型。
在一个函数中定义的参数变量，如sound函数中的n，只在这个函数中有效。
别的函数也可以定义使用与之同名的参数变量，而不会相互干扰。
机器人足球实验报告
一、实验目的掌握RoboCup仿真机器人足球比赛相关知识点，具体内容如下：（1）L inux操作系统的熟悉及了解其基本操作。
（2）掌握Linux下如何进行C++编程，了解gcc编译器以及一些简单编辑工具，如：vi、emacs、gedit、Anjuta、Kdevelope等。
（3）启动RoboCup仿真（2D）足球队的比赛。
二、实验设备硬件环境：PC机软件环境：操作系统linux三、实验内容(1)掌握Linux 一些常用的命令a)如何找到用户主目录的绝对路径名?在自己的系统上,用户主目录的绝对路径名是什么?pwd /home/student(2)将当前工作目录从/home/UVA 转到/home/Tsinghua 需要使用什么命令?如何显示当前目录?cd /home/Tsinghua(3)如何在当前目录下建立子目录RoboCup?mkdir Robcup(4)如何删除子目录RoboCup?rmdir Robcup(5)如何查看当前目录下的内容?ls(6)如何将文件start.sh 的权限设定为:start.sh 属于可读、可写、可执行?chmod 777 start.sh(7)如何将当前目录包括所有子目录全部做备份文件,备份文件名为first.tar?tar xvf dir1 first.tar(8)如何将目录/home 下每一个文件压缩成.gz 文件?tar -zcwf store.tar(9)如何把上例中每个压缩的文件解压,并列出详细的信息?tar xvf store.tarLs -lg1、实验目的（1）了解Demeer5的工作原理（2）学会对Demeer5进行简单的修改二、实验设备硬件环境：PC软件环境：Linux三、实验内容（1）如果可踢球就用最大力踢球else if( WM->isBallKickable()) // 如果球已知，而且当前球在我脚下(可踢) {VecPosition pos=( PITCH_LENGTH/2.0,(-1 + 2*(WM->getCurrentCycle()%2)) *0.4 * SS->getGoalWidth() );soc=kickTo(pos,SS->getBallSpeedMax());ACT->putCommandInQueue( soc ); // 放入命令队列ACT->putCommandInQueue( turnNeckToObject( OBJECT_BALL, soc ));}（2）如果球不可踢且我是队友中最快到达球的队员，则去截球else if( WM->getFastestInSetTo( OBJECT_SET_TEAMMATES, OBJECT_BALL, &iTmp )== WM->getAgentObjectType() && !WM->isDeadBallThem() )// 如果球不在我的控制范围下，但是当前能最快抢到球的是我，那我就去执行抢球动作{Log.log( 100, "I am fastest to ball; can get there in %d cycles", iTmp );soc = intercept( false );ACT->putCommandInQueue( soc );ACT->putCommandInQueue( turnNeckToObject( OBJECT_BALL, soc ));（3）其他情况按战略点跑位else if( posAgent.getDistanceTo(WM->getStrategicPosition()) >1.5 + fabs(posAgent.getX()-posBall.getX())/10.0) // 到了这里就是其他距离球相对远一点的人了，如果离自己的阵形点太远，就跑回自己的阵形点去。
足球机器人程序笔记
程序启动双击“快速启动”按钮进入CVoyVideoDlg::OnAutostart()1、OnChangeid(); //设置球员ID2、OnCapstart(); //打开全景摄像头，循环调用函数CGetImage::AfterUpdateOverlook(BYTE *pBuffer, long lWidth, long lHeight, double dbTime, UINT nState)OnCapstart()->m_Camera.Create(0,&m_cPreview,0)AfxBeginThread(threadGrabImage, this ,THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL); AfxBeginThread(threadProcess, this ,THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL); threadGrabImage获取图像线程threadProcess 接收图像并显示，调用pCam->doBehLoop()doBehLoop()调用AfterUpdateOverlook(m_behImgBuf,m_nImgWidth,m_nImgHeight,1,0)3、OnHsi(); //打开颜色阈值文件,并加载m_find.wenjian.LoadHSIFromINI(".\\Config\\Default.vsn",&(m_find.m_hsiset),&m_cStatusL ist);HSISetm_hsiset;typedefstructVoyHSISet{HSIParam blue; //蓝色球门HSIParam yellow; //黄色球门HSIParam green; //绿色地毯HSIParamoverball; //全景球HSIParam teammate; //队友色标HSIParamfrontball;HSIParamwhitelines; //白色场线HSIParamoppo; //黑色障碍intyear,month,day,hour,minute,second;CameraPropertycameraproc;}HSISet;4、OnButton1(); //打开串口BOOL res = m_Com.Create(m_nPort);5、OnCntcoach();//链接教练机,建立UDP通信，监听端口为ID+20090，教练机端口为20090配置文件保存在".\\Config\\default.cfg"中，BOOL CVoyVideoDlg::OnInitDialog()执行LoadCfg()加载配置。
制作六 足球机器人
制作六足球机器人一、任务描述每个队各自管理两台自主机器人在“足球”场地内“踢球”。
以进球多少确定最终成绩。
场地示意图如图6－1所示图6－1 场地示意图场地说明：外框：整个场地围墙高18cm。
内壁为消光黑色。
球门：球门位于场地底线的中间，宽60cm，深15cm，门前有一条宽0.8cm 的红色球门线。
内壁为消光灰色。
底面：底面是一张黑白渐变纸，大小为160cm×240cm。
比赛场地应设在平整的地板上。
注意保持底面的水平度和平直度。
球门区：从球门线两端向中场延伸20cm的矩形区域。
点球位：两个半场内距球门线中点垂直距离60cm处。
开球点：球场中央点。
坠球点：经过点球位，与中场线平行，形成2条线；再将球场纵向4等份，形成3条线。
这样，包括中场线在内的6条线所形成的9个交点即为坠球点（见上图）。
（在真实的场地中坠球点没有明显标志）球:比赛将使用红外线球，外径为≤90mm,重130g。
如图6－2所示图6－2 比赛用球一、硬件组装机器人在场地中需要寻找足球，要用到光检测模块，考虑到准确定位和寻找范围，在足球机器人上加了3个光检测模块；另足球比赛中球是任意滚动的，所以在机器人的前方和后方分别装了3个光检测模块；准确定位足球后需要判断场地方向，机器人上安装了一个模拟光电模块（可以识别渐变色）。
具体的安装方法如图6－3所示。
图6－3 足球机器人具体的安装方法二、程序设计1．输入/输出端口说明PIN10 前方中间光电接收模块，为0表示找到足球，为1表示没找到足球PIN11 后方中间光电接收模块，为0表示找到足球，为1表示没找到足球PIN12 前方右侧光电接收模块，为0表示找到足球，为1表示没找到足球PIN13 前方左侧光电接收模块，为0表示找到足球，为1表示没找到足球PIN14 后方右侧光电接收模块，为0表示找到足球，为1表示没找到足球PIN15 后方左侧光电接收模块，为0表示找到足球，为1表示没找到足球ADZH（0）地面灰度检测1．程序流程图3．程序清单（仅供参考，数据需要调整）dirb0=%11100000 rem定义0，1，2，3，4号端口为输出端口；rem 5，6，7号端口为输入端口dirb1=%11111100 rem定义8，9号端口为输出端口；rem 10，11，12，13，14，15号端口为输入端口pinb0=0 rem将专用变量PINB0清0pinb1=0 rem将专用变量PINB1清0pause 300 rem机器人初始停止300毫秒pinb0=%00010101pause 1500 rem前进1500毫秒start:pinb0=0pause 1 rem停止1毫秒test_ball:a=adzh(0) rem读取地面颜色将其转换成数值送给变量Aif pin10=0 then a5 rem前方中间光电接收管产生信号执行A5if pin11=0 then a6 rem后方中间光电接收管产生信号执行A6 if (pin13=1) and (pin12=0) then yz rem前方右侧光电接收管有信号，rem左侧没产生信号，执行右转 if (pin13=0) and (pin12=1) then zz rem前方左侧光电接收管有信号，rem右侧没产生信号，执行左转 if (pin14=1) and (pin15=0) then yz rem后方左侧光电接收管有信号，rem右侧没产生信号，执行右转 if (pin14=0) and (pin15=1) then zz rem后方右侧光电接收管有信号，rem左侧没产生信号，执行左转 goto yz rem执行右转a5:pinb0=%00010101pause 200 rem前进200毫秒a1=adzh(0) rem读取地面颜色将其转换成数值送给变量A1pinb0=0pause 200 rem停止200毫秒if a>=a1 then qj rem变量A大于等于A1执行前进goto zz1 rem执行左转a6:pinb0=%00011010pause 200 rem后退200毫秒a1=adzh(0) rem读取地面颜色将其转换成数值送给变量A1 pinb0=0pause 200 rem停止200毫秒if a>=a1 then qjx rem变量A大于等于A1执行后退goto zz1 rem执行左转qjx:pinb0=%00011010pause 600 rem后退600毫秒goto bzzz1:pinb0=%00010101pause 50pinb0=%00010110 rem前进pause 300for b2=0 to 20pinb0=%00011001pause 30pinb0=%00010101 rem机器人右转画弧pause 10nextgoto startyz:if pin10=0 then a5 rem前方中间光电接收管产生信号执行A5 if pin11=0 then a6 rem后方中间光电接收管产生信号执行A6 pinb0=%00011001pause 20 rem右转if pin12=0 then qj4 rem前方右侧光电接收管有信号执行QJ4 if pin15=0 then qj5 rem后方左侧光电接收管有信号执行QJ5 goto yzqj:pinb0=%00010101pause 600 rem前进goto bzqj4:pinb0=%00010101pause 20 rem前进goto startqj5:pinb0=%00011010pause 20 rem后退goto startzz:if pin10=0 then a5 rem前方中间光电接收管产生信号执行A5 if pin11=0 then a6 rem后方中间光电接收管产生信号执行A6 pinb0=%00010110pause 20 rem左转if pin13=0 then qj4 rem前方左侧光电接收管有信号执行QJ4 if pin14=0 then qj5 rem后方右侧光电接收管有信号执行QJ5goto zzbz:a=adzh(0)if (pin12=0) or (pin13=0) or (pin14=0) or (pin15=0) or (pin10=0) or (pin11=0) then start rem所有的光电接收管只要有一个有信号rem执行STARTpinb0=%00011001pause 30pinb0=%00010101 rem右转前进pause 10goto bzend。
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2018年6月4日
成绩：
教
师
评
语
一、实验目的及要求
1. 熟悉机器人仿真平台AI-RCJ的安装、组成
2. 掌握机器人仿真平台的系统参数设置。
3. 学会简单的机器人程序的设计与调试方法。
二、实验原理与内容
1. 机器人仿真平台AI-RCJ的安装
2. 机器人仿真平台的系统参数设置。
3. 简单的机器人程序的设计。
三、实验软硬件环境
安装AI-RCJ机器人仿真平台的PC机
四、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）
实验指导教材：《AI-RCJ C语言教程教材》. 中鸣公司. 《AI-RCJ 图形化编程教材》. 中鸣公司. 实验步骤：
1、机器人仿真平台的系统参数设置练习。
新建一场比赛，通过观察不同参数值时的比赛，掌握各参数的作用。
2、编写一个简单行走的机器人。
机器人不断重复以下运动：先后退500个单位距离，再前进500个单位距离。
14、编写一个能够在自己球门前来回移动的机器人。
#include <airobot/c/SimpleRobot.h>
void run() {
double j,x,y,ballwidth;
j = getAttack();
if(j==1)
x = getCourtWidth();
else
x=0;
ballwidth = getGoalWidth();
y = getCourtCenterY();
doMoveTo(getCourtWidth(),0);
while(1){
doMoveTo(x,y + ballwidth);
doMoveTo(x,y - ballwidth);
}
}
15、编写一个能够进行简单进攻的机器人。
如图1所示，A点是机器人当前的位置，B点是足球当前的位置，P点是进攻球门中心。
要求机器人移动到C点后，一直往前推球以使其进入球门。
图1 机器人的简单进攻图
#include <airobot/c/SimpleRobot.h>
void run() {
double px,py;
px = getOpponentGoalCenterX();
py = getOpponentGoalCenterY();
double bx,by;
bx = getBallX();
by = getBallY();
double bc = getBallRadius() + getRadius() + 10;
double pbheading = heading(px,py,bx,by);
double cx = bx+cos(pbheading)*bc;
double cy = bx+sin(pbheading)*bc;
doMoveTo(cx,cy);
doTurnTo(toRadians(pbheading));
heading = -heading;
modifyInCourt(ballx, bally, getBallRadius());
}
}
}
五、测试/调试及实验结果分析
题3由“构建”→“编译文件”→“构建项目”成功如下：
“编译文件”成功如下：“构建项目”成功如下：
“新建比赛”机器人运行结果如下：。