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。     

集控式足球机器人决策与控制系统设计与开发

构建了由视觉子系统、决策子系统、无线通信子系统、机器人小车子系统和总控子系统组成的集控式足球机器人系统．总结了具有集中视觉、决策与控制的集控式足球机器人系统的控制问题．设计了基于分层递阶控制结构的足球机器人决策子系统．小车控制器构成“无脑”的执行器,运动控制器中集成了各种各样的动作函数,组织层则融合了不同的决策方案．长期的开发实践和实战成绩都表明,该系统具有良好的结构和优异的性能．     

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     

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。     

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．     

小型足球机器人综合实训平台设计

为了提高学生的实践能力,设计了小型足球机器人综合实训平台。该平台由足球机器人本体系统、视觉识别系统、决策调度系统、无线通讯系统和场地配套系统组成,其中单个足球机器人可以实现自动决策、平射挑射、路径规划、自主避障等功能,多个足球机器人还可以实现足球对抗赛。给出了综合实训平台的整体框架,并详细阐述了各个子系统的具体实现,同时给出了几种在实践中表现较好的角球进攻策略、中场预测防守策略和后场盯人防守策略。该平台综合了计算机,电子电路,自动化等学科的内容,有助于相关专业学生更好的理解专业知识,锻炼和提升综合动手能力。     

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…     

微型足球机器人的设计与开发讲座──讲座之五 机器人决策子系统

决策子系统的 任务与特点 在足球机器人系统中,决策子系统的任务就是根据当前球场上的比赛形势,做出部署,给队员发出指令,担负起教练员的职责。显然这种思维过程必然是丰富多彩和千变万化的。 作为人类,球员与教练员的思维通常包括形象思维和逻辑思维两部分。在激烈的体育比赛中通常以形象思维为主。比如,当看到比赛场上如图１所示的态势：如果我方在左半场,向右进攻,那么教练员立即看出Ｒ２队员进攻位置比较好,因此教练员应该发出命令使Ｒ２队员射门。而机器人决策子系统从视觉子系统得到的信息是如图２所示的矩阵（或数表）,这…     

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。     

足球机器人的研究与发展

足球机器人与机器人足球是近几年在国际上发展起来的高技术对抗性活动．机器人足球比赛是一个有趣并且复杂的新兴的人工智能研究领域，它融合了实时视觉系统、机器人控制、无线通讯、多机器人控制等多个领域的技术。随着信息技术的飞速发展，多机器人的应用需求不断的增加，多主体动态不可预测环境中的问题求解已经成为信息一自动化领域基础研究和应用研究的重大挑战性课题。而机器人足球为此提供了一个典型的应用和测试平台．     

机器人足球——智能机器人的新领域

本文主要介绍近年来发展的机器人足球比赛和足球机器人系统．足球机器人系统由机器人、视觉系统、主机系统和通讯系统组成．多机器人组队比赛便构成一个复杂大系统，它涉及机器人、自动控制、通信、传感、图像处理以及人工智能等领域，而机器人足球便成为研究多机器人合作以及多智能体系统的一个很好的实验载体．     

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nRF2401的足球机器人无线通信系统

点对多点无线通信子系统是半自主足球机器人系统的关键组成部分。在介绍了nRF2401的特点和性能的基础上,分别设计了无线通信数据收发端的硬、软件,并且在Mirosot大场地足球机器人的具体应用环境下得到了应用,为系统提供了高效、可靠、稳定的通信平台。     

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。     

全自主足球机器人通信子系统的设计与实现

全自主足球机器人系统涉及到在未知的动态环境中多机器人的协同工作,如何实现各足球机器人之间的高效实时通信是一个关键的问题。通信需要解决对话管理、对话协议和通信平台三个问题。其中,对话管理为机器人之间的信息交换提供各种连接方式;对话协议是机器人之间对协作信息内容和格式的约定;通信平台则是实现信息交互的物理硬件。该文采用基于CSMA/CA的无线局域网,建立了全自主足球机器人通信子系统的通信平台;建立了基于C/S模式的对话管理;并为多机器人系统的协作问题求解提出了一套可行的对话协议。实验证明该设计可行。     

微型机器人足球与东北大学机器人足球队

足球机器人与机器人足球是最近几年在国际上迅速开展起来的高技术对抗活动。1996、1997连续两年,国际机器人足球联合会(FIRA)在韩国大田举办了两届微型机器人世界杯足球赛(MiroSot),有十来个国家的二、三十支代表队参赛,已达到比较正规的程度且有相当的规模和水平。今年,在法国巴黎,FIRA将举办第三届微型机器人世界杯足球赛,赛事与第十六届世界杯足球赛同期举行。我国的足球机器人研究目前虽处于初级阶段,但已取得很大进展。东北大学控制仿真中心已将其自行研制的机器人足球队命名为NEW NEU, 本文以NEW NEU为实例,向大家介绍足球机器人系统的组成。     

多智能体足球机器人系统的模型与层次

机器人足球是集成视觉技术、通讯技术、伺服控制技术、决策对象等多种技术的综合系统，是当前人工智能和机器人领域的研究热点之一。基于机器人足球理论基础的论述，分析了当前足球机器人系统的三种控制方式；按照智能程度的高低，研究了从动作层到决策层的功能，为系统实现构建了完整的层次框架。     

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。     

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。     

在不稳定光照条件下足球机器人视觉系统的设计

视觉系统是RoboCupF180小型组足球机器人系统感知外界环境的主要传感器,为了提高它的实时性、精确性和鲁棒性,提出了新的色标设计,根据历史信息来确定当前信息的可信度．用Tsai的方法对摄像机进行了标定和畸变矫正．提高了在不稳定的光照条件下的识别率以及机器人和球的定位精度．在实际比赛中验证了这个视觉子系统．