足球机器人决策设计
足球机器人设计思路与制作

⾜球机器⼈设计思路与制作⼀、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。
青少年机器人足球比赛系统决策编程的可视化

策子系统的一般结构 。
首届中国青少年机器人竞赛,其中包括了机器人足球比赛项
目,现 已连续举行了 4届。 目前 ,FR I A和 R b C p是两大 oo u
维普资讯
第 3 卷 第 2 期 2 4
V1 2 o. 3 No2 .
计
算
机
工
程
20 年 1 06 2月
De e b r2 6 c m e 00
Co mp t rEn i e rn u e gn e i g
・ 人工智能及识别技术 ・
●
摘 蔓 :分析 了机器 人足球 比赛系统中决策子系统 的一般结 构,建立 了产 生式推 理模 型和决策的表达模型 ,构造 了机 器人足球 比赛系统 的 ・
决策程序 的结构 ;定义了决策存储 的结 构体 变量类型 ,设计 了菜单 ,并 以此形 式实现了决策编程 的可视化 。
关■诩:机器人足球;可视化编程;决策前件;决策后件
Viu l a i n o e na eRo t o c rDe iin Pr g a mi g s ai to f e g bo c e cso o r m z T S n
ZHANG q a Y Bo u n, ANG mi Yi n
( s tt f u o t n Gu n d n ie s yo T c n l g , u n z o 1 0 0 I tu e A t mai , a g o gUnv ri f e h oo y G a g h u5 O 9 ) n i o o t
一种足球机器人的AI决策系统设计

是进行 决策 的基本 依据 。 息处 理的 内容 信 ( ) 讯 层— — 保 证 MAS系 统 中 的 子 包括 计算球 和各 个球 员 的距离 、 1通 球所 在 的 是 目前 世 界 上 规 模 最 大 的 机 器 人 足 球 比 Agn 之 间的通讯 , 于传 达指令 数据 。 et 用 根 责任 区 z 行状 态描述 f 体 坐标如 图 1 具 所 R b u 。 器人世界杯 足球锦杯赛 , o c p 即机
人 工智 能和机 器人 领域 的研究 热 点之 一 。 素 。 机 器 人足 球 既是 一 个 典 型 的智 能 机 器 人 () 2 , 为 研 究 发 展 多 智 能 系 统 、 机 器 状 态 描 述 的基本 思 想 是 把 赛 场上 的态 势 又 多
gn— . 赛。 举办机 器人 足球赛 的 目的是 为 了促进 据 系 统 设 计 的 不 同 , 可 以 采 用 A e tA 示 ) 。 分 布 人 工 智 能 研 究 与 教 育 的 发 展 。 器 人 g n 或 者 A e t S ̄e — gn 机 et gn — e r A e t的 操 作 方
图 1 AI r t gc S se S r c u e a e i y t m tu t r St
中是 1 个 主体 ; 初始 状态 动态变 化 。 1 ② 初 集合 判 断 出 当前 状 态 下可 能发 生 的各 种 P sin f) 返 回 球 的 坐 标 ; oio oio b : t P s in t 始 状态 随着 赛场上 的态 势而 改变 . 目标 状 动 作 。 如 球 的 运 动 趋 势 。 手 有 球 时 的 (i:返 回某一 个 机器 人 的坐标 ; rab : 比 对 p) A e () 态 是确 定 的 ,但 随着初 始状 态 的不 同 , 到 运动状 态 ( 控球 , 运动 趋势 ) 以及 无球 时 的 确 定 球 在 球场 的具 体 区域 ( A 、 、 A 、 A 、 运 。 达 目标状态 的解是 不 同的 . 使是 相 同的 运 动 状 态 ( 动 趋 势 ) 即 A 、 6 ; rap)确 定 机 器 人 在 球 场 的具 5A )A e (i : 初始 状态 ,由于受其 它 干扰 因素 的影 响 , ( ) 略层—— 根 据 状态 层 和动 作层 4策 体 区域 ( 、 、 A 、 5A ) N a(,i Al A 4A 、 6 ; erb ) A2 p: 和 每次到达 目标状态的解也是不同的; ③状 抽 象 出来 的数 据信 息 . 知识 库 中 的战术 返 回机 器 人 与足 球 的位 置关 系 的好 坏 ( 1 态可达 的不 确定性 。 足球机 器人决 策过 数 据 进 行 匹 配 . 而 推 理 出 下 一 步 各 个 角 在 从 0表示坏 )O s bp)返 回机器 人 ; bt ,l ( ’ : 程中. 由于 比赛 形 势 的复 杂 , 一个 机器 人 色 的 应 对 措 施 以 及 有 可 能 发 生 的 事 情 的 表示好 、 与足 球 之 间 的直 线 范 围 内有 没 有 障碍 ( 1 执 行 一 个 动 作 要 受 到 其 它 机 器 人 执 行 动 预 判 。
机器人足球比赛系统设计与实现

机器人足球比赛系统设计与实现机器人足球比赛是一项由各国高校生产的项目,旨在通过设计和制造参与比赛的小型机器人,提高学生们的机械设计和编程技能,同时也有利于促进国际交流。
本文将从机器人设计、调试、通信、算法等方面,介绍机器人足球比赛系统的构建过程。
一、机器人设计机器人设计是机器人足球比赛的“起点”。
设计师需要有全面的机械设计和电子技术知识,包括机身结构、传感器使用和控制算法等。
机身结构的设计用来保证机器人能够在预定的场地内正常使用。
机器人需要有肢体和轮子,以便在场地上移动,并携带所需的传感器、电池和通信设备。
传感器是机器人足球比赛中非常重要的组成部分,可以让机器人感知场地、球和对手的位置。
常用的传感器有红外线、超声波、相机等。
通过处理传感器收集的数据,机器人就可以做出响应和决策。
除此之外,机器人还需要一定的通信设备,方便和其它机器人进行通讯和协作。
常用的通信设备有蓝牙、Wi-Fi等无线设备,也有信号传输较为稳定的有线设备。
二、调试当机器人设计完成后,需要进行调试才能够运作。
调试是机器人足球比赛的要点,可以确保机器人在比赛时顺利运行。
首先,需要检查机器人的电路、电机是否连接正常,各个传感器计算数据是否准确。
这一步是重点和基础,如果出现问题,机器人将无法正常运行。
其次,需要测试机器人与其它机器人的通讯机制,同时在不同环境下测试机器人对于灯光、声音、障碍等方面的反应。
最后,需要利用场地模拟比赛,并对机器人的运动进行优化,确保机器人有足够的速度和敏锐的反应速度。
三、通信机器人足球比赛的灵魂之一就是通信。
在比赛中,机器人之间的通信可以让他们共同制定策略,并参加足球比赛。
一般来说,机器人与基站没有直接的连接,其通过无线网络和其它机器人进行通讯。
通信的方式有许多种,包括 ZigBee、无线局域网、蓝牙等。
不同的通信方式具有不同的优点和缺点。
比如,ZigBee通信路径较远,并且具有低耗能,但不适合实时应用;而无线局域网的优点是通讯速度快,但需要相对的大量电力。
机器人足球设计

void Defender_Right(Environment *env); void Defend1_Right(Environment *env); void Defend2_Right(Environment *env); void Defend_Right_py(Environment *env); 右队防守策略。入口参数:球员指针,环境参量。
机器人足球仿真比赛 课程设计
组 别:A 组 自动化 0409 班 组 员:程钊 012004014613
郝洵 012004014603 潘越 012004014604 王立 012004014626 指导老师:彭刚 提交时间:2005 年 11 月 13 日
机器人足球仿真课程设计
目
录
1. 需求分析
第9页
4.4 程序流程
机器人足球仿真课程设计
第 10 页
机器人足球仿真课程设计
4.5 函数说明 基本动作 void PredictBall ( Environment *env ); 预测球的位置,单步预测,运用微量调节。入口参数:环境参量。
void Velocity ( Robot *robot, double vl, double vr ); 将响应产生的机器人速度写入系统参量中,即引发机器人运动。入口参数:机器人 指针,左轮速度,右轮速度。
新加入的策略 void Kick( Environment *env, Robot *robot, double aim_angle ); 基本动作,绕到球后方,带球运动到对方球场。入口参数:环境参量,球员指针, 目标角度。
踢球机器人的设计与实现

踢球机器人的设计与实现一、介绍踢球机器人是一种可以自动辨别并截取足球的机器人系统。
随着科技的不断进步,踢球机器人的设计和实现愈加精密,并已经被广泛应用到各个领域。
本文将介绍踢球机器人的设计和实现,包括机器人的硬件设计、运动控制系统和图像处理系统等。
二、机器人的硬件设计一个完整的踢球机器人必须包含多个部件,包括结构和运动系统、传感器系统和电控系统。
首先,结构和运动系统是踢球机器人的核心部分。
机器人需要能够自由地移动以及迅速截取足球。
因此,机器人需要具备较好的机动性和运动控制能力。
通常,机器人需要包含轮子、电机、传动机构等基本部分,因此机器人的机身尺寸、轮胎的尺寸和数量、结构等都会影响机器人的性能。
根据实际需要,机器人主体的构造可以采用2轮或3轮的结构,也可以采用更多的轮子,但轮子的数量越多,越难保持平衡,所以需要更强大的控制机构。
其次,踢球机器人需要搭载一种传感器系统,这样机器人才能够获得周围环境的信息,如足球位置、光线、压力等。
这些信息十分重要,因为它们能够通过电控系统来得出机器人行动的决策,同时,还能精确地控制机器人的速度和方向。
最后,电控系统是踢球机器人的基本组成部分。
电控系统由一些微型电子零件和电路板等组成,这些器件能够控制各个执行机构的运动,确定机器人的行动轨迹,从而使机器人能够更精确地运动和响应。
同时,计算机编程技术也非常重要,它可以被用来指定机器人的行动规则,并将指令传递给执行机构。
三、运动控制系统对于一个踢球机器人的运动控制系统,包括机械结构和电控系统。
结构是运动系统的基础,因此机械的设计需要符合力学原理,在遇到外界力和力矩的情况下,能够保持稳定的姿势,这样才能保证机器人的速度和截取效果。
电控系统则需要根据机器人的运动状态来控制各种执行机构的运动。
运动控制系统需要有基于PID的闭环控制算法,这种算法依靠传感器反馈的数据来调整机器人运动方向和速度。
一个典型的运动控制系统可以包括控制卡,称为运动控制板(MCU),该板可以根据运动学和动力学模型执行启发式控制,并处理传感器的数据来实现控制目标。
足球机器人智能决策系统设计实现

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维普资讯 http://第17卷第4期北京机械工业学院学报Juom ̄oeintueocieyfinIsitfMahnrBjgtV0.7NO.114De.02c202002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.oIoAsctn。
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FI关尤RA组的mist器人组;ro机o而Roop组只是从20bCu00年以来才开始普及,进行的一般都是仿真组的比赛.关Roou且有bCP实际机器人组的比赛2002年才开始在上海进行了第一次比赛。
基于人工智能的智能机器人足球比赛策略研究

基于人工智能的智能机器人足球比赛策略研究近年来,随着人工智能技术的快速发展,智能机器人足球比赛成为科技与体育的完美结合之一。
通过人工智能技术,机器人能够模拟人类的感知、决策和行动能力,为足球比赛注入了新的活力和挑战。
本文将基于人工智能技术,深入研究智能机器人足球比赛的策略,并对其进行探讨和分析。
智能机器人足球比赛的策略研究可以从多个角度进行,如进攻、防守、战术安排等。
其中,进攻策略是智能机器人足球比赛中最重要的因素之一。
智能机器人足球队需要能够准确评估对手的防守水平和弱点,寻找到进攻的突破口,通过传球和配合实现进攻目标。
在研究进攻策略时,可以采用深度学习和强化学习等人工智能技术,通过大量的训练数据和优化算法,提高机器人足球队的进攻能力和效果。
除了进攻策略,防守策略也是智能机器人足球比赛中至关重要的一环。
智能机器人足球队需要能够迅速判断对手的进攻意图和动作,采取适当的防守策略进行干扰和封堵。
在研究防守策略时,可以利用计算机视觉和深度学习等技术,实时分析比赛画面和球员动作,通过智能机器人足球队的协同作战,提高防守效果和反击机会,增加胜利的可能性。
此外,战术安排也是智能机器人足球比赛中的关键因素之一。
战术安排需要综合考虑球队的整体实力、对手的特点、比赛环境等多种因素,制定出合理的战术方案。
在研究战术安排时,可以借助数据分析和模拟仿真技术,通过大量的实验和仿真测试,找出最佳的战术组合,并进行实时调整和优化。
通过智能机器人足球队的整体战术配合和个体技能发挥,提高比赛的胜率和娱乐性。
此外,智能机器人足球比赛策略的研究还可以从其他方面展开。
例如,提高机器人足球队的感知能力,使其能够更准确地感知场上的比赛局势和对手的动作。
还可以研究如何进行集体智能决策,使机器人足球队能够在复杂的比赛环境中做出快速而正确的决策。
此外,还可以通过机器学习和模仿学习等技术,提高机器人足球队的个体技能和团队配合能力。
总之,智能机器人足球比赛策略的研究是一个复杂而有挑战性的课题。
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小球
守 门 员 动 作 示 意 图
2013-7-15 24
对方机器人 ER
B
Home
2013-7-15
R R 我方 机器人
防 守 机 器 人 盯 人 动 作 示 意 图
25
战术动作
NormalKickoff Pass2Shoot
Tactical Action (TA)
在比赛过程中经常会出现一些令局外人费解的现象。
当两队的主攻队员顶牛僵持,而协攻队员仍然“恪尽职守” 旁边观望,这时就会出现球无人问津的情况。
如果规划的轨迹有一段超出边界,那么机器人就会不断地 往外冲,人们会奇怪机器人怎么总撞边墙? 机器人足球是人工智能领域中颇具挑战性的课题,而其智 能又集中体现在决策系统之中,这样机器人足球系统就会 随着人工智能领域成果的不断丰富而更具有观赏魅力。
22
Skilled Action (Cont.)
KeepGoal ProcessBoundBall ProcessCornerBall PassBall2Pt AvoidObst2Pt …… 守门员防守 边界球处理 角球处理 传球到定点 避障碍到定点
2013-7-15
23
机器人 T2 目标点
T1 目标点 dangerArea
14
20 21 22
近距离下协助
调用函数ptWait()在球下方或后下方协助进攻或防守
三角进攻后侧后等球 调用函数ptWait()在球后上方或后下方等球(在Y方向比球 更远离球门) 扫球 协助守门员 调用函数ClearBall()完成扫球动作(详见该函数) 调用函数ParallelDefence()在小禁区线上协助守门员防 守
2013-7-15
28
O
5 7
1 9
3
X
HOME
11
Danger Area Homeline
GOAL
12 8 10
Forwardline
6
2
4
Y
2013-7-15
右 攻 假 设 与 球 场 分 区
29
决策系统映射关系
I
状态 空间
动作 空间
O
2013-7-15
30
决策系统结构设计
视觉 信息 信息 预处理 态势 分析 任务分解 队形确定
30
37 38
横向等球4(20,90)
右下中间等球 中间等球
调用函数ToPosition()和Turn到定点(20,90)等 球,并使机器人的角度为90度。
调用函数ToPosition()和Turn到定点(165,45)等 球,并使机器人对准球。 调用函数ToPosition()和Turn到球场中点等球,并使 机器人的角度为90度。
30
当球在区域30时的队 形
31
当球在区域31时的队 形
32
当球在区域32时的队 形
34
角色库存放内容(部分)
角色号 0 4 角色名称 静止 下边界守候 左右轮速度均为0 调用函数BoundDefence()避开球并在下边界等候球 动 作 内 容
5
6 7 11 12 13
边线推球
拨球出边界 小禁区上平行护球 射门 守门 近距离上协助
决策层
管理层
角色库
机器人 管理器
角色 分配
队形库
角色解释
执行层
技术 动作
基本 动作
速度 指令
决策系统工作流程图
2013-7-15 31
1 10 2
9
17 18
31 22
26
27
3 15 11 4 19 5 12 16 6 29 7 13 8 14 21 32 20 30 25 24 28 23
场地分区图
角色名称 边线推球 一传一射上射门 右下中间等球 一传一射下射门 边线推球 右下中间等球 一传一射下射门 下边界守候 边线推球 左下中间等球 中间等球 近距离下协助 边线推球 左上中间等球 中间等球 近距离上协助
备
注
队 形 库 存 放 内 容 ( 部 分 )
2013-7-15
29
当球在区域29时的队 形
2013-7-15 2
RoboCup Soccer仿真比赛
仿真2D
2013-7-15
3
RoboCup Soccer仿真比赛
仿真3D
2013-7-15
4
大连市竞赛平台(演示)
2013-7-15
5
从3对3谈起(MiroSot 3:3)
MiroSot 3:3比赛瞬间——兰队谁进攻合适?
2013-7-15 6
36
2013-7-15
视觉 输入
信息 预处理
队形1 队形2 队形 „ 队形n
态势 分析 队形 确定
任务 分解
站到哪?干什么?
队形库
角色库
角色 分配 角色1 角色2 角色 „ 角色n
谁上岗?做什么?
机器人管理器 R1 R2
R…
Rn
执行动作
输出
机器人动作选择
三层递阶决策模型
2013-7-15 37
决策系统的完善与丰富
组合动作(单人) ——Combinatorial Action, CA 战术动作(多人) ——Tactical Actions, TA
2013-7-15 14
仿真系统提供的基本函数
stay():站在原地不动 turn(AngDeg angle):旋转 dash(double power):跑动 kick(AngDeg angle,double power):踢球 catchBall():扑球
2013-7-15
15
———— 战术动作
———— 组合动作
———— 技术动作
———— 基本动作
动作空间组成示意图
2013-7-15 16
dx
机器人 方向角
目标点
dy
d
2 2 dx dy
机器人
到定点函数设计
vL kd d k vR kd d k
2013-7-15 17
从服务器端实际得到的信息
R1 R2 R3 ER1 ER2 ER3 B X 72 71 4 106 110 145 88 Y 41 75 65 49 84 73 71 θ 193 167 360 272 155 90 0
请回答:兰队谁进攻合适?
2013-7-15 7
决策系统的任务与特点
决策系统的形象比喻
机器人运动动作示意图
2013-7-15 18
机器人 方向角
机器人
1
目标角
2
X轴
机 器 人 转 角 函 数 示 意 图
vL kP T kD (T T 1 ) vL kP T kD (T T 1 )
2013-7-15 19
技术动作 Skilled Action (SA)
2013-7-15
38
The End
2013-7-15
39
35
2013-7-15
角色库存放内容(部分)
角色号 25 26 28 29 角色名称 左上(30,135)180度等 球 左上(40,110)45度等 球 横向等球2(40,110) 横向等球3(40,70) 动 作 内 容 调用函数ToPosition()和Turn到定点(30,135)等 球,并使机器人的角度为180度。 调用函数ToPosition()和Turn到定点(40,110)等 球,并使机器人的角度为45度。 调用函数ToPosition()和Turn到定点(40,110)等 球,并使机器人的角度为90度。 调用函数ToPosition()和Turn到定点(40,70)等 球,并使机器人的角度为90度。
任务——就是根据当前球 场上的比赛形势,做出布 署,给队员发出指令,担 负起教练员的职责。
输出—— 输入—— 确定函数
3×2 矩阵 O 7×3 矩阵 I O = f ( I )
视觉系统 辨识结果 人机界面 决策设定
I
决策 系统 O=f(I)
O
各机器人 轮速设定值
2013-7-15
9
决策系统特点
形象思维荡然无存,只能靠逻辑思维 非结构化问题 知识工程前沿问题 f ( • ) —? 模糊逻辑是不可缺少的
2013-7-15 32
队形号
各机器人角色号 5
角色名称 边线推球
备
注
队 形 库 存 放 内 容 ( 部 分 )
2013-7-15
1
38
25 26 5
中间等球
左上(30,135)180度等球 左上(40,110)45度等球 边线推球
当球在区域1时的队形
2
38
26 25 25
中间等球
左上(40,110)45度等球 左上(30,135)180度等球 左上(30,135)180度等球
调用函数BoundPushBall()将球踢出本方门区附近
调用函数PushBallofBound()将球踢向对方半场 调用函数ParallelDefence()在小禁区上线护球 调用函数Vect_MidShoot1()执行射门动作 调用函数GoalieAction()执行守门动作 调用函数ptWait()在球上方或后上方协助进攻或防守
当球在区域2时的队形
3
38
28 30 22
中间等球
横向等球2(40,110) 横向等球4(20,90) 协助守门员
当球在区域3时的队形
4
29
28 38
横向等球3(40,70)
横向等球2(40,110) 中间等球
当球在区域4时的队形