一種提高足球機器人射門效率的方法
2023-10-07 10:12:19
一種提高足球機器人射門效率的方法
【專利摘要】一種提高足球機器人射門效率的方法，涉及一種機器人的控制方法，所述方法包括射門算法的路徑規劃,機器人沿著平滑軌跡將位姿調整到射門狀態,從對方門線的坐標點中選擇射門目標點,以圓弧路徑完成射門過程；機器人足球比賽系統選用集控式微型機器人足球系統；配置數字攝像頭、傳輸線、鏡頭、數字接口卡、機器人小車、無線發射裝置、比賽用球、充電器；射門過程基本射門算法採用球運動軌跡的物理模型；根據射門模型建立方程，根據物理模型建立關於時間的射門方程：F(x)=G(x)-x；軟體配置攝像頭驅動程序、機器人小車跟蹤足球程序。通過實驗演示結果與仿真分析，驗證了算法的正確和優越性，有效地提高了射門效率。
【專利說明】一種提高足球機器人射門效率的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種機器人的控制方法，特別是涉及一種提高足球機器人射門效率的 方法。
【背景技術】
[0002] 機器人足球是一個新興的人工智慧研究領域，它融合了實時視覺系統、機器人控 制、無線通訊、多機器人控制等多個領域的技術，國內外的機器人足球比賽實踐表明，射 門能力是決定一支球隊贏得勝利的關鍵因素之一。
[0003] 在目前所用的射門算法中，大多數算法較少考慮到運動控制算法對射門路徑規 劃的影響，而且射門路徑限於足球場的局部區域，同時機器人射門軌跡平滑性不好，採用 的算法也較為複雜，運行時間較長。針對上述射門算法的不足之處，對文獻的射門算法進 行了改進，實現機器人射門路徑的全局路徑規劃。在此基礎上合理規劃機器人射門路徑上 的軌跡點，最後確定機器人的射門目標點，以保證動態射門效果。
[0004]
【發明內容】
本發明的目的在於提供一種提高足球機器人射門效率的方法，通過路徑規劃，使得機 器人沿著平滑的軌跡將位姿調整到射門狀態，從對方門線的坐標點中選擇射門目標點，以 圓弧路徑完成射門過程。通過實驗演示結果與仿真分析，驗證了算法的正確和優越性，有效 地提高了射門效率。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 一種提高足球機器人射門效率的方法，所述方法包括射門算法的路徑規劃，機器人沿 著平滑軌跡將位姿調整到射門狀態，從對方門線的坐標點中選擇射門目標點，以圓弧路徑 完成射門過程；機器人足球比賽系統選用集控式微型機器人足球系統；配置數字攝像頭、 傳輸線、鏡頭、數字接口卡、機器人小車、無線發射裝置、比賽用球、充電器；射門過程基本射 門算法採用球運動軌跡的物理模型；根據射門模型建立方程，根據物理模型建立關於時間 的射門方程：F(X)=G(X)-X ;軟體配置攝像頭驅動程序、機器人小車跟蹤足球程序。
[0006] 本發明的優點與效果是： 1.本發明通過路徑規劃，使得機器人沿著平滑的軌跡將位姿調整到射門狀態，從對方 門線的坐標點中選擇射門目標點，以圓弧路徑完成射門過程。通過實驗演示結果與仿真分 析，驗證了算法的正確和優越性，有效地提高了射門效率。
[0007] 2.本發明通過路徑規劃，使得機器人沿著平滑的軌跡將位姿調整到射門狀態，從 對方門線的坐標點中選擇射門目標點，以圓弧路徑完成射門過程。通過實驗演示結果與仿 真分析，驗證了算法的正確和優越性，有效地提高了射門效率。同時該改進的射門算法已經 在機器人足球比賽中得到了較為成功的應用，使機器人足球隊在全國機器人足球錦標賽中 獲得好成績。
[0008] 3.本發明通過路徑規劃，使得機器人沿著平滑的軌跡將位姿調整到射門狀態，從 對方門線的坐標點中選擇射門目標點。通過實驗演示結果與仿真分析，驗證了算法的正確 和優越性，有效地提高了射門效率。同時本發明提出的改進射門算法已經在機器人足球比 賽中得到了較為成功的應用，使機器人足球隊在全國機器人足球錦標賽中獲得前三名的好 成績。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1機器人足球比賽系統； 圖2機器人子系統的外型圖； 圖3射門不意圖； 圖4射門場景； 圖5射門坐標； 圖6球射出角度15度； 圖7球射出角度15度； 圖8球射出角度60度； 圖9球射出角度60度； 圖10足球機器人跟蹤目標演示。
[0010]
【具體實施方式】 下面結合附圖所示實施例，對本發明作進一步詳述。
[0011] 為了提高足球機器人射門的成功率，本發明提出了一種改進的射門算法。通過路 徑規劃，使得機器人沿著平滑的軌跡將位姿調整到射門狀態，從對方門線的坐標點中選擇 射門目標點，以圓弧路徑完成射門過程。通過實驗演示結果與仿真分析，驗證了算法的正 確和優越性，有效地提高了射門效率。
[0012] 實施例： 機器人足球是一個新興的人工智慧研究領域，它融合了實時視覺系統、機器人控制、 無線通訊、多機器人控制等多個領域的技術，國內外的機器人足球比賽實踐表明，射門能 力是決定一支球隊贏得勝利的關鍵因素之一。
[0013] 1實驗環境 本課題使用如圖1所示的機器人足球比賽系統：集控式微型機器人足球系統。中間是 一塊1.5m Χ?·3ιη的木製比賽場地，在場地上劃有白色的中線、中圈、禁區和門區等，這些都 與綠茵場上的足球比賽類似。實驗的機器人是一個大小.7. 5x7. 5x7. 5cm的機器人小車。目 標是一個橘紅色的高爾夫球。
[0014] 硬體配置：BASLER 1394數字攝像頭2個，1394傳輸線2根，鏡頭2隻，1394數 字接口卡2塊，機器人小車1隻，無線發射裝置1套，比賽用球1個，十二路充電器一臺 軟體配置：攝像頭驅動程序，機器人小車跟蹤足球程序，本次實驗所用的足球機器人 是如圖2所示機器人子系統的外型圖。
[0015] 2基本射門算法 射門過程如圖3所示，基本射門算法可描述如下： 步驟（1):計算機器人W的射門點兒其公式為
【權利要求】
1. 一種提高足球機器人射口效率的方法，其特徵在於，所述方法包括射口算法的路徑 規劃，機器人沿著平滑軌跡將位姿調整到射口狀態，從對方口線的坐標點中選擇射口目標 點，W圓弧路徑完成射口過程；機器人足球比賽系統選用集控式微型機器人足球系統；配 置數字攝像頭、傳輸線、鏡頭、數字接口卡、機器人小車、無線發射裝置、比賽用球、充電器； 射口過程基本射口算法採用球運動軌跡的物理模型；根據射口模型建立方程，根據物理模 型建立關於時間的射口方程；F(x)=G(x)-x ;軟體配置攝像頭驅動程序、機器人小車跟蹤足 球程序。
【文檔編號】G05D1/02GK104460668SQ201410605801
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月3日 優先權日:2014年11月3日
【發明者】劉歡, 王健, 王慶輝, 李金鳳, 郭爍, 張琳琳 申請人:瀋陽化工大學