集控式足球机器人系统关键技术研究

足球机器人比赛是机器人研究的一个新热点,它为人工智能理论和算法的研究提供了一个实验平台,其研究的领域涵盖了人工智能、自动控制、机器人视觉、无线通信、机器学习和多智能体合作与协调等。集控式足球机器人系统通常可以划分为4个子系统,即视觉、决策、通信和车型机器人。结合研究经验,介绍了集控式足球机器人各个子系统的关键技术。     

微型机器人的设计与开发讲座之六 机器人总控系统与实施

如果说小车子系统是机器人的腿脚、通信子系统是机器人的神经、视觉子系统是机器人的眼睛、决策子系统是机器人的大脑,那么总控系统则是机器人的神经中枢,负责协调管理机器人的各个“器官”,使它们成为一个统一的整体,以实现足球机器人系统的各种功能．另外,总控系统还是机器人与人交互的通道和接口。 足球机器人的人机界面 图１给出的是东北大学开发的足球机器人人机界面主菜单窗口,操作者通过它来设定机器人的状态与功能,并控制整个系统的启动与停止。 １．基本赛别的选择 为让一套机器人系统可以适应多种比赛场合,总控系统中安排…     

机器人小车子系统

虽说,足球机器人系统是由视觉、决策、通信、机器人四个子系统构成,各子系统在比赛中各司其职,但赛场的观众关注的只有“运动员”(机器人).为了和整个机器人系统区别开来,我们称场上的“运动员”为机器人小车(见图1).“运动员”在场中的表现直接体现了整个足球机器人系统的好坏,显然机器人小车在系统中扮演着执行机构的     

基于DSP的集控式足球机器人控制系统设计

以集控式足球机器人为研究对象,以双闭环视觉伺服控制结构为主线,提出了基于DSP技术和非线性PI控制算法的机器人小车控制系统设计,保证了控制的准确性,提高了控制的实时性;论证了单参数模糊自校正非线性PI算法应用于机器人位置环控制中的可行性,增强了系统的自适应能力。实验证明了此方案对足球机器人运动控制的有效性,其原理对其它类型移动机器人的控制同样有借鉴作用。     

讲座之四:机器人视觉子系统

据统计,人们六成以上的信息是由视觉获得的,可见视觉对于人感知外界环境的重要性．对于足球机器人来说,视觉系统是它唯一感知环境的“器官”．没有视觉系统,它便一无所知,无所事事。 足球机器人视觉系统是由置于球场上方２米的摄像头及相关软硬件构成的．它的主要任务是不断地、快速地采集、处理赛场上的彩色图像,并通过不断地辨识橘黄色的高尔夫球（足球）和机器人外罩顶部的色标,及时得到场上运动物体（包括双方６个小车和一个小球）的有关数据,并将这些数据传给主机,供主机上的决策子系统进行分析决策使用。 在机器人足球比赛过…     

之六机器人总控系统与实施

如果说小车子系统是机器人的腿脚、通信子系统是机器人的神经、视觉子系统是机器人的眼睛、决策子系统是机器人的大脑,那么总控系统则是机器人的神经中枢,负责协调管理机器人的各个撈鞴贁,使它们成为一个统一的整体,以实现足球机器人系统的各种功能。另外,总控系统还是机器人与人交互的通道和接口。 足球机器人的人机界面 图1给出的是东北大学开发的足球机器人人机界面主菜单窗口,操作者通过它来设定机器人的状态与功能,并控制整个系统的启动与停止。 1.基本赛别的选择 为让一套机器人系统可以适应多种比赛场合,总控系统中安排了三个基本选项： 1)Benchmark(标准动作测试) 根据国际机足联的测试规定,系统配置Position2Kick(到定点踢球),Position2Shoot(到定点射门)和Passing2Shoot(一传一射),供测试时选择。     

基于网络的足球机器人比赛系统的研究与实现

提出了一种基于Internet的C/S模式的人机交互的足球机器人系统．整个系统采用Win XP、VC++和Winsock网络编程技术．同时,开发了策略协调子系统来减小时延对比赛的影响．通过总控、视觉、策略协调及串口通讯等子系统的开发,实现了基于Internet网络的机器人足球比赛系统．     

机器人视觉子系统

据统计,人们六成以上的信息是由视觉获得的,可见视觉对于人感知外界环境的重要性。对于足球机器人来说,视觉系统是它唯一感知环境的“器官”。没有视觉系统,它便一无所知,无所事事。足球机器人视觉系统是由置于球场上方2米的摄像头及相关软硬件构成的。它的主要任务是不断地、快速地采集、处理赛场上的彩色图像,并通过不断地辨识橘黄色的高尔夫球（足球）和机器人外罩顶部的色标,及时得到场上运动物体（包括双方6个小车和一个小球）的有关数据,并将这些数据传给主机,供主机上的决策子系统进行分析决策使用。     

基于大场地足球机器人视觉系统的研究

机器人足球这项高科技技术中,快速准确地识别足球和机器人是做出正确决策的基础,因此视觉系统的识别速度和精度直接决定着比赛结果.本文在分析两种图像处理模式的基础上,提出一种基于多机并行的新的机器人足球视觉子系统的实现方案,并采用基于客户端/服务器的通信机制来实现多机并行处理.试验证实这种新的视觉子系统不仅有效地提高系统的实时性和准确性,而且给决策系统提供足够的时间来进行更好的算法实现.     

基于C8051单片机的足球机器人小车系统设计

以微型足球机器人小车子系统为研究对象，通过分析当前各支足球机器人队伍的小车系统控制器使用的CPU的利弊，提出一种新的CPU解决方案。基于Cygnal C8051高速单片机依次给出小车子系统的硬件设计、软件设计，并对控制算法进行了研究，实验结果通过阶跃响应曲线证实了这种设计方案的有效性。     

Development of micro-robot system for playing soccer games

This paper surveys recent trends in developing a micro-robot soccer system, and presents a design procedure for soccer-playing robots, focusing on our system based on the centralized approach. The robot soccer game has a lot of challenging problems, such as coordination between robots, motion planning of robots, visual recognition of objects, and so on. Considering the results of the MIROSOT contests, the centralized approach may be more powerful than the distributed approach in order to implement such functions. Our attempt was to develop a micro-robot system with a remote-brainless control architecture. After that, new techniques were applied to the chasis design, the actuators, the radio link, the vision system software, and the control strategy software. Using a fast vision system, we obtain the configuration of each robot, and then the host computer computes the desired motion and commands each robot directly via RF communication. We describe in detail some technical tips for developing the robots, and explain our strategy for obtaining the scores. This article also includes the most recent improvements in robot hardware and software. This work was presented, in part, at the Third International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, January 19–21, 1998     

青少年机器人足球比赛系统决策编程的可视化

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。     

仿真环境下的机器人足球决策系统

机器人足球系统是一类典型的多移动机器人合作的对抗系统．具有实时性要求高、环境高度动态、存在不可预测状态等特点．机器人足球系统是人工智能和智能控制领域的探究热点之一。主要研究在仿真环境下基于三层控制决策模型的机器人足球决策系统．为单个或多个足球机器人分配任务和执行任务。使机器人决策系统具有较好的应激性和协调性,实现有效攻防．探讨多智能机器人实时合作与对抗问题、以求验证和发展人工智能的有关理论和技术。     

机器人足球智能控制系统分析与设计

该文结合智能控制理论和多智能体系统理论分析了基于多智能体系统(MABS)的分级递阶智能控制系统结构,并将该控制结构用于机器人足球系统,提出了机器人足球系统的分级递阶智能控制结构,并运用基于人工神经网络的模糊控制系统为足球机器人真正实现智能化控制提供了一种可行的控制方案。     

机器人足球视觉图像快速识别方法的研究

机器人足球比赛作为多智能体系统（Multi-agent System, MAS）的理想研究平台已成为复杂人工智能研究的一个新兴领域.机器人足球比赛是使用计算机视觉闭环的反馈控制系统.机器人足球队员的色标设计是直接关系到系统辨识精度、实时性和抗干扰性的一个重要因素.该文通过对4种典型色标设计进行比较和分析,研究出一种比较合理的全新的队员识别算法设计思路,并针对性地提出了一种快速准确的神经网络边缘检测算法,利用足球机器人外形特征取得了良好的辨识结果.该算法对基于视觉的分布式控制式足球机器人系统的研究与开发进行了有益的探索.     

足球机器人对彩球的鲁棒跟踪识别

在基于视觉的足球机器人系统中,对场上焦点目标——球的动态跟踪识别是系统设计的第一要务。针对半自主微型机器人足球比赛中的小球易受场上干扰、小车遮挡造成的识别丢失问题,提出基于预测与搜索窗的图像目标跟踪识别方法。通过最小二乘法预测丢失小球的可能位置,将图像目标搜索限制在局部小区域内,并利用搜索窗内的在线状态信息加以判断,实现运动目标被遮挡情况下的有效跟踪识别。实验与比赛结果统计表明,该方法实时跟踪识别效果好、鲁棒性强。     

足球机器人功能系统的实验性设计

本文简要介绍足球机器人系统的四大功能模块即视觉系统、决策系统、通信系统和车体系统。然后对足球机器人的各个功能系统分别提出其实验性设计,以实现每个功能系统的多视角实验平台,该功能系统的实验平台除对足球机器人系统进行功能研究外,还可用于智能控制的教学和研究。