单片机机器人实现足球比赛
机器人踢足球
机器人踢足球
机器人踢足球
最近机器人踢足球受到很多关注。
机器人踢足球是一项高度复杂的技术，它需要将机械、电子、计算机等技术结合在一起。
现在的机器人踢足球可以完成许多复杂的动作，比如跑步、跳跃、踢球等。
它们可以根据环境条件，灵活地改变行为策略，并进行有效的球门射门。
它们也可以根据其他球员的行为，实施有效的协调作战，完成一个完整的比赛。
机器人踢足球的出现，使得人们更加清楚足球比赛的复杂性，以及如何利用计算机科学来模拟人类的行为。
未来，机器人踢足球可能会发展得更加完善，甚至可以参加真正的足球比赛。
总之，机器人踢足球是一项非常有趣的技术，它不仅可以模拟人类的行为，还可以为足球比赛带来新的乐趣。
足球机器人原理
足球机器人原理
足球机器人是一种通过技术手段实现足球比赛参与和操作的机器人。
其原理主要包括感知、决策和执行三个方面。
感知方面，足球机器人通过搭载各种传感器获取场地信息，例如摄像头获取图像信息、红外传感器检测距离和位置等。
这些传感器能够将外部环境的信息转化为数字信号，并传递给下一步的决策操作。
决策方面，足球机器人的核心是搭载了人工智能技术，通过对感知到的信息进行处理和分析，制定出相应的策略和决策。
这些策略包括进攻、防守、传球、射门等，使机器人能够根据当前的比赛情况做出最佳的动作选择。
执行方面，足球机器人根据决策生成的指令，通过驱动装置进行具体动作执行。
例如，机器人可以通过电机控制轮子的运动来实现移动，通过电磁继电器控制摄像头云台的转动等。
这样，机器人就能够在场地上完成各种动作，并参与到足球比赛中。
整个足球机器人的原理基于感知、决策和执行的闭环过程，通过感知场地信息、决策策略和执行动作，使机器人能够模拟人类参与足球比赛的能力。
这种技术的应用不仅可以提高足球比赛的趣味性，还可以促进机器人技术的研究和发展。
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，下面由店铺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。
机器人足球操作方法
机器人足球操作方法
机器人足球操作方法取决于具体的机器人设计和规则设置。
一般来说，机器人足球操作方法包括以下几个方面：
1. 视觉感知：机器人通过摄像头等感知设备来获取场地、球和其他机器人的信息。
这些信息可以用来制定行动计划和做出决策。
2. 运动控制：机器人需要通过马达或其他机械部件来实现移动和控制。
操作方法包括前进、后退、转向等基本动作。
3. 碰撞避免：机器人在进行移动时需要监测周围环境，避免与其他机器人或障碍物碰撞。
碰撞避免算法可以通过感知和决策来实现。
4. 球的控制：机器人需要能够识别球的位置和状态，并做出相应的动作来控制球的移动。
操作方法包括踢球、传球和接球等动作。
5. 团队合作：机器人足球通常是以团队的形式进行比赛，所以机器人需要能够与其他机器人进行合作，制定协同策略，并进行通信和协调。
以上只是机器人足球操作的一些基本方法，具体的实现方式和操作规则可能因不同的机器人类型和比赛规则而有所不同。
真实的机器人足球操作方法通常是通过
编程和算法来实现的。
RoboCup 机器人足球仿真比赛开发设计
ＲｏｂｏＣｕｐ机器人足球仿真比赛开发设计＊ 郭叶军熊蓉吴铁军(浙江大学控制科学与工程学系工业控制技术国家重点实验室杭州 310027)E-mail: yjguo@摘要：机器人世界杯足球锦标赛(The Robot World Cup)，简称RoboCup，通过提供一个标准任务来促进分布式人工智能、智能机器人技术及其相关领域的研究与发展。
本文在介绍RoboCup仿真环境的基础上，系统完整地介绍了客户端程序的开发设计流程，阐述了其中涉及到的一些主要问题和算法，最后简要综述目前国际上的典型高层算法结构。
关键词： RoboCup 机器人足球比赛多智能体系统随着计算机技术的发展，分布式人工智能中多智能体系统(MAS：Multi-agent System)的理论及应用研究已经成为人工智能研究的热点。
RoboCup1则是人工智能和机器人技术的一个集中体现，被认为是继深蓝战胜人类国际象棋冠军卡斯帕洛夫后的又一里程碑式挑战，目标是到2050年完全类人的机器人足球队能够战胜当时的人类足球冠军队伍。
RoboCup包括多种比赛方式，主要分为软件仿真比赛和实物系列的机器人足球比赛。
由于软件仿真比赛无需考虑实际的硬件复杂性，避免硬件实现的不足，可以集中于研究多智能体合作与对抗问题，因此，目前参加仿真组比赛的队伍数目最多。
本文的内容涉及RoboCup仿真比赛，系统地介绍了client程序开发设计完整流程，可以作为是开发完整的RoboCup仿真程序的入门指南。
１．RoboCup仿真比赛介绍２ RoboCup仿真比赛提供了一个完全分布式控制、实时异步多智能体的环境，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、有噪声的对抗环境下，研究多智能体间的合作和对抗问题。
仿真比赛在一个标准的计算机环境内进行，采用Client/Server 方式，由RoboCup联合会提供Server系统rcsoccersim(版本8之前名为soccerserver)，参赛队编写各自的客户端程序，模拟实际足球队员进行比赛。
国际机器人足球赛比赛细则
国际机器人足球赛比赛细则比赛方案：1．筛选：报名的参赛队伍需选派一个队员参加筛选赛。
即要获得参赛资格必须通过动作设计比赛——利用声控作为触发点开始机器人的跳舞运动（按照给定节拍，编制程序使机器人“跳舞”）。
按完成情况选择参赛队伍。
2．初赛：使用机器人及其配套积木，传感器完成一个功能机器人。
（假如传感器不够用可再另购买。
在允许使用经费内）决出前六名或四名（视具体情况而定）3．决赛：进行机器人足球比赛决出前几名。
比赛要求：1．筛选：编程使机器人跳舞3～4分钟。
2．正式比赛（初赛）：机器人竞赛任务（1）制作一个机械手，能利用编程控制其捡起指定物品。
（2）机械手与机器人组装整合。
（3）成功走出迷宫。
（4）把捡起地物品放到制定位置。
机器人竞赛的时间：在四十分钟内要完成走出迷宫任务。
比赛规则：（1）各参赛队自备用于程序设计的电脑。
（2）机器人的体积在静态情况下不能超过40×40×50cm（长/宽/高）（3）搭建机器人所需的器材可以使用市场销售的配套器材、自制器材或混合选用器材，使用设备数量和价格不作限制。
（超出可报销费用金额部分自负）（4）尽量使用提供程序的编程语言（VJC），竞赛队伍不可增加、删除、变更或加固机器人原有的软硬件设备。
如有需要，请先咨询有关老师。
（5）参赛队员可以控制机器人的启动，机器人启动后，应让其自动完成任务，参赛队员不得再利用任何形式进行干预。
（6）进入指定区域完成指定动作。
抓取物品，完成迷宫，放下物体。
（7）所有过程限时40分钟。
机器人竞赛评分规则：（1）通过时间：30％（2）运动定位：30%（3）机械手灵活性：10％（4）整体外形：10％（5）其他：20％迷宫如下：3．决赛：按照国际机器人足球赛的规则进行比赛，进球得分多者胜出。
人工智能机器人在体育竞技中的应用
人工智能机器人在体育竞技中的应用
1. 体育竞技一直是人类社会中备受瞩目的领域之一，而随着科技
的不断进步和发展，人工智能机器人在体育竞技中的应用也逐渐走进
了人们的视野。
2. 在足球比赛中，人工智能机器人被广泛运用在训练和分析方面。
通过模拟各种比赛场景以及球员动作，这些机器人可以帮助教练
和球员更好地理解比赛规律和对手的战术，从而提高球队的整体竞技
水平。
3. 人工智能机器人还可以在网球比赛中扮演重要角色。
通过使
用高精度的传感器和先进的算法，这些机器人可以模拟出顶尖选手的
比赛风格，并通过与人类选手对抗来提高对手的技能水平。
4. 除了在球类运动中的应用，人工智能机器人在田径运动中也
有着独特的作用。
比如，一些机器人可以模拟出优秀运动员的动作和
训练方法，帮助教练调整运动员的技术细节，提高其竞技水平。
5. 在体操比赛中，人工智能机器人的应用也颇具潜力。
通过对
运动员的动作和表现进行分析，这些机器人可以帮助教练挖掘出潜在
的问题，并提供针对性的训练建议，从而在比赛中取得更好的成绩。
6. 此外，人工智能机器人还可以在各种团体项目中发挥作用。
比如在篮球比赛中，机器人可以通过模拟对手的防守方式和进攻策略，帮助球队更好地应对各种挑战，提高整体比赛的胜率。
7. 总体来说，人工智能机器人在体育竞技中的应用具有广阔的
前景和潜力。
通过与人类选手的对抗和合作，这些机器人可以不断提
高自身的智能水平，为体育竞技的发展注入新的活力和动力。
人工智能在智慧足球中的应用
人工智能在智慧足球中的应用随着科技的不断发展，足球运动也开始变得更加智慧化和精准化。
人工智能（AI）技术作为一种新型的技术应用手段，在足球领域中也已经被广泛应用。
AI技术不仅可以帮助球队提高战斗力，还可以改善球迷们的观赛体验。
本文就探讨一下人工智能在智慧足球中的应用。
一、技术实现在足球比赛中，人工智能技术的应用主要有两个方向：一是通过运用机器学习算法对数据进行分析，提供足球赛事相关的实时数据和分析报告；二是利用机器人、无人机等各种硬件设备对足球比赛进行记录、测量和实时监测。
这些方法的运用，可以降低人力成本，同时也可以提高足球比赛的精度和公正度。
例如，先进的计算机工具可以评估球员在赛场上的表现，根据得分、射门、传球和跑动距离等指标，在比赛的实时情况下提供足球比赛的数据，并实现数据的实时更新。
这样，教练、球迷和媒体都可以通过相应的终端设备，如手机、电脑、电视等进行实时接收和查看。
二、应用场景1. 数据与分析在足球比赛当中，数据总是至关重要，对于教练来说，他们希望对球员的表现、健康状况以及教练方案来得到尽量多的数据支持，以便为球队做出正确的决策。
而AI技术可以帮助教练和球队采集和分析有价值的数据，为他们在比赛过程中优化他们的战略和战术提供支持。
例如，一家美国科技公司在美国职业足球联盟中测试了一个基于云的AI分析解决方案，可以帮助教练在比赛的过程中监控球员的运动量、疲劳程度、体能恢复状况等各项因素，从而改善球队的表现。
这种技术，还可以根据球员的实时状态调整比赛策略、进行场上调整，增强球队的灵活性和机动性。
2. 广告与用户体验AI技术，还可以在足球比赛中为球迷提供更好的观赛体验和更多的营销机会，从而为足球俱乐部和品牌商赚取更多收益。
举个例子，在足球比赛中，AI技术可以通过检测观众的头部姿态和眼动轨迹来确定他们对广告的兴趣和注意力水平，这样广告商就可以根据用户的兴趣进行精准的营销。
此外，AI技术也可以让球迷们在比赛中体验到更加的交互性和个性化的观赛体验。
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如何用单片机机器人实现足球比赛研究目的：使用广茂达"能力风暴"机器人进行足球比赛。
研究方法：通过对"能力风暴"机器人的改装及程序编写，使机器人能够自主地、有目的地进行足球比赛。
研究意义：证明机器人足球的可行性，同时说明机器人不是"说一不二"的笨拙机器，同样具有自己的"思维"。
简要步骤：1．研究了"能力风暴"个人机器人的软、硬件特性，证明有完成这个任务的能力。
2．针对机器人足球比赛的要求，对机器人硬件进行了适当的改装。
3．针对广义足球比赛的规则，进行程序的编写。
4．对软、硬件进行综合调试，并在实战中更改一些数据，优化进攻、防守的方案。
论文详细内容：系统概述机器人足球听上去给人的感觉是深奥的，然而，我们这次要研究的机器人足球与人们广义上的足球是有较大区别的。
机器人足球，顾名思义，就是要让机器人踢足球。
所以，首先就要对机器人有所了解，选定采用什么样的机器人也是至关重要的。
在本课题中，我们选用了上海广茂达电子信息有限公司的"能力风暴"个人机器人。
至于足球，考虑到"价廉物美"的原则，我们使用了一个表面磨沙、内装6.8v小灯泡的塑料小球（使机器人用便宜的光敏传感器来辨别）。
有了硬件的基础，更需要软件的支持。
根据使机器人自主地、有目的地踢球的目标，我们在程序上下了很大功夫。
首先是让机器人自主地踢球，这就要求机器人的跑位、找球、踢球都是不借助于任何遥控，只能依靠传感，针对这种要求，我们在程序中加入了大量的判断语句，以便机器人能够"聪明"地完成上述任务。
然而，众所周知，光会跑位、找球、踢球的机器人是远远不够了，还必须不让机器人"受贿"，将球送入自家大门，这就给机器人的程序编写增加了许多"麻烦"，需要对自己场上的位置、目前的运动方向等进行辨认，并对机器人运动状态进行必要的调整。
完成了硬件改装、软件的编写工作后，两者的联系显然还不是紧密地。
所以，下一步就必须把硬件、软件"合二为一"。
这就需要大量的调试，在这个过程中，我对其中每一个关键参数都逐一进行了调整。
与此同时，我也对原先程序中不合理、在实际应用中无效的部分程序进行了优化、修改。
并且，我还对采用不同硬件的不同数据效果进行了分析，并选出了效果最好的作为最终的组件安装。
通过了以上几个步骤，我才最终实现了机器人自主、有目的地进行足球比赛的研究目的。
具体的有关事项将在下文逐一详细说明。
第一章 "能力风暴"介绍第一部分硬件介绍"能力风暴"（Ability Storms）机器人（左图所示）由上海广茂达电子信息有限公司开发，呈单片机结构，外形酷似宇UFO，重量约1kg，是专为个人机器人的需求设计的。
该机器人使用高强度尼龙材料作底盘，配有两组高性能直流电机，两个驱动轮，两个带缓冲的导向轮，其最快速度可达1m/s。
同时，本机配有两个光电编码器，两只光敏传感器，一组红外接近传感器，一个麦克风，并配有四只碰撞开关，能够完成各种类型的定性、定量的探测任务。
除上述设备外，还可以扩展多个直流电机和伺服电机，可录放声卡，CCD摄像机，超声、颜色、红外、热释电等多种传感器，更可以满足各种特殊的探测需求，这也正是我选取该机器人来进行踢足球项目的原因。
本机采用68HC11A1微控制器，32KRAM内存，具有较强的计算能力，并配16*2字符LCD。
然而，载着这么多设备的机器人，要让它正常工作，使用高能量镍氢电池是必须的。
上述设备依次是：上排从左至右：光敏传感器，光电编码器，灭火用风扇下排从左至右：CCD摄像机，I/O扩展卡第二部分软件介绍"能力风暴"机器人内部采用的便是多任务操作系统ASOS，这套系统能帮助该机器人完成比较复杂的程序指令，如机器人灭火、足球、"人机互动"等。
一套完整的软件平台，光有执行软件的程序是远远不够的，该机器人使用的软件开发系统为JC，交互式C 语言（右图），该系统是由广茂达公司自行开发的，具有C语言的特性。
同时在C语言的基础上根据机器人的需求符合了交互式这点，可交互运行一条C 语言程序或一个函数，非常易于机器人数据调试。
第二章机器人足球介绍（机器人的应用）上一章介绍完"能力风暴"机器人，对其有了一定的了解后，我们就要把它运用到机器人足球中。
我就先来介绍一下机器人足球。
当今世界，说到家用机器人，最大规模的比赛目前为美国"三一"学院的家庭机器人灭火比赛（Trinity College Fire-Fighting Home Robot Contest）及日本的机器人足球比赛。
其中后者主要是针对大学生，其设备是几乎统一的方块状，程序编写如同真实的足球比赛，非常讲究站位等，形式为5vs5。
由于这种比赛使用的是一组摄像机定位，并且使用电脑无线传输指令，所以代价特别昂贵，其中机器人更是据说一个就要上万人民币，因此暂时我们是无缘这种激烈的足球比赛的了。
而我们的任务是把"能力风暴"用作足球机器人，在此之前，还必须考察它是否能够胜任这个角色。
经过对该机器人的研究及其技术白皮书的查阅，我们发现它具有很强的扩展功能，可以扩展足够多个足球机器人需要使用的传感器，同时它的芯片又具备较强的运算能力，能够满足机器人足球的速度要求，可见硬件这一关是过了。
同时，在软件方面，由于JC具有C语言的特性，能执行很多C语言中的命令，所以机器人足球的程序不会在话下。
对于该机器人下的足球比赛，主要有以下几个特点：1．场地划分为各种颜色（下图所示）（便于机器人是用廉价传感器辨认）场地效果图：2．比赛形式为2vs2，3．所有指令都储存在机器人的芯片中，运行时不需要依靠任何外来信号。
第三章机器人硬件改装了解了"能力风暴"机器人及足球比赛的形式规则，就要着手实际工作了。
物质文明是精神文明的基础（一定程度上），首先要完成的任务就是对硬件进行改装。
对此任务，我们主要分为以下几部分完成：1．对于足球机器人，第一重要的就是要找得到球。
为了能让机器人准确地找到足球，我们在机器人前方安装了一组光敏探测器，探测广度大约为1200，可以根据光敏的值的变化判断出球在机器人的哪个方位及球离机器人的大约距离。
（左图为光敏探测器）2．找到球以后，对于一个机器人而言，又如何知道哪才是对方的大门呢？对于此问题，我用了一个比较巧妙且廉价的方案，在机器人底部加装一组光敏探测器，可以根据探测出的地面的色彩，从而辨别出目前的方位，再根据颜色的变化判断出机器人的走向，最终判断出对方大门的方向。
3．机器人有了这么多功能，仅仅靠那5节串连的1.5v镍氢电池提供的电能是远远不够的，因此，在原有的基础上，我们又给机器人的电源上串联了1个电池盒（4节1600mAh镍氢电池），同时为了不使机器人因电压太大而烧坏机器人，我们又在线路中串联了一个电阻，起到稳压的效果。
这样，我们的机器人就有了源源不断地强劲动力了。
4．为了加装一组光敏探测器，我们还自己根据技术白皮书上的规格焊接了一块ASBUS（Ability Storms Bus）板用于扩展的两个光敏探测器：左图为扩展光敏探测器的焊接图示通过上述的硬件改进，"能力风暴"机器人从硬件上已经足以适应机器人足球对硬件的需求。
第四章机器人程序编写有了这么强悍的硬件作后盾，程序的编写就显得尤为重要，因为往往一个程序的好坏是最直接影响到试验结果的，有时候即使同一个程序可以用多种方法来解，但还是要看哪个程序运行速度最快，消耗内存最少，尤其对于"能力风暴"机器人，编写程序最忌讳的便是许多个循环连续调用，这样内存很快就会耗尽，更达不到原先的目的。
对于编写自主式、有目的性的程序，要做到内存资源消耗少是比较困难的，这只有在原先的基础上不断改进才可能做到。
在足球程序的编写中，我一共把一大个程序分成了4个情况，分别为进攻（2种不同攻击方向）、防守（两个位置），这样能够指向性很明确地告诉机器人该往哪攻，该守哪。
下面是一段找球定位的程序：if(lr<251||ll<251){lc=analog(5);if(lr-ll>4){drive(0,100);sleep(0.06);drive(100,0);}if(ll-lr>4){drive(0,-100);sleep(0.06);drive(100,0);}drive(100,0);sleep(0.1);}第五章综合调试、优化经过一系列努力，硬件、软件上的问题都被我们逐一攻克，接着便是最后的衔接工作，那就是对程序、硬件进行调试、优化。
在调试的过程中，我们发现了很多问题：1．底部的光敏探测器探测出的值过于接近，不宜分辨，再经过金色区域的时候，由于反光原因，会让光敏值一下子变得很小。
针对此问题，我在原先的两只光敏探测器旁各配上两个发光二极管。
起初我启用的是黄色的发光二极管，后来由于反射等原因，效果不佳，于是，我买来了好几种颜色的二极管逐一试验，最后选定红色效果最好。
2．起初我的程序有很多漏洞，比如找到球后不能准确地击中，后来经过多次试验，发现走曲线击中的可能性比较大…………总结通过这个课题，使我对单片机、计算机编程有了更加深入地了解，更提高了我的物理水平（电学），使我受益匪浅。