足球机器人
机器人足球世界杯
机器人足球世界杯机器人足球世界杯是一项激动人心的比赛，它将机器人技术与足球运动完美结合，吸引了全球范围内的参赛队伍和观众。
本文将从机器人足球的起源、比赛规则和技术发展等方面进行探讨。
1. 机器人足球的起源机器人足球最早起源于美国，20世纪80年代初，斯坦福大学的研究团队开展了机器人足球项目的研究。
他们设计了一支由多个机器人组成的足球队伍，通过无线通信和计算机控制，使得机器人能够进行足球比赛。
这标志着机器人足球的诞生，奠定了它发展的基础。
2. 比赛规则机器人足球世界杯的比赛规则主要分为两个类别：小型机器人足球和中型机器人足球。
小型机器人足球的队伍由6名机器人组成，每面对每个半场15分钟。
中型机器人足球的队伍由11名机器人组成，每面对每个半场20分钟。
比赛过程中，机器人需要遵守足球规则，包括传球、射门、防守等动作。
裁判员负责判罚犯规和判定进球有效与否等问题。
3. 技术发展机器人足球世界杯的举办推动了机器人技术的快速发展。
参赛队伍在比赛中不断创新和改进机器人的设计和控制系统。
机器人足球的核心技术包括机械结构、感知系统和控制算法等。
机器人足球队伍通过改良机器人的传感能力和决策能力，提高了机器人的比赛水平。
例如，他们利用摄像头、激光雷达等感知设备来实时感知比赛场地和球的位置，通过图像处理和路径规划算法来实现精准传球和射门。
4. 机器人足球的意义机器人足球世界杯不仅是一项科技竞赛，更是推动机器人技术发展、促进人机交互领域研究的重要活动。
机器人足球的研究将人工智能、机械工程、电子技术等多个领域融合在一起，推动了这些领域的创新和进步。
此外，机器人足球还为人们提供了一个了解和体验机器人技术的平台，激发了青少年对科学和工程的兴趣，培养了未来科技人才。
5. 机器人足球世界杯的展望随着机器人技术的不断发展和成熟，机器人足球世界杯将迎来更加激烈的竞争和更高水平的比赛。
参赛队伍将继续创新，利用先进的人工智能算法和机械设计，打造更具备智能和机动性的机器人球队。
足球机器人的目标识别和定位ppt课件
摄像头捕获图像 图像采集卡AD转换
颜色空间变换 设置颜色阈值
图像分割 识别比赛足球
目标定位 计算方向和距离
调整机器人姿态 接近目标并护住足球
确定球门位置 面向球门
避开障碍
有障碍否
Y
N N
朝球门带球前进
进入射程否
Y
射门
五.有奖问答
1.R、G、B值分别表示一个像素分解在红、 绿、蓝三原色上的（ ）
A.亮度 B.色调 C.饱和度 D.比例
答案 A
五.有奖问答
2.在R、G、B值和H 、 I 、 S的转换公式中， I=（R+G+B）/n，则n的值为（ ）
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 B
五.有奖问答
3.当机器视觉系统发现目标以后，为什么要 采用红外和声纳测距方法进行定位？
答：红外和声纳测距的方法可以互补，有些 不能反射红外光线的物体，可以很好的反 射超声波；反之，对于纤维物等超声波无 法检测的物体，红外测距传感器却很容易 检测到。
颜色空间以及变化
中
值
颜色阀值的确定
滤
波
目标特征点的获取
3.1目标识别中的颜色空间变化
RGB
HSI
3.2颜色阀值的确定
●作用： 分离比赛目标
●方法： 1.比赛前调试 2.离线训练，得到函数关系
四.足球机器人的目标定位目源自声纳测距标定
位
PSD测距
4.1目标定位之PSD测距 D=bf/x
四.足球机器人比赛流程
五.有奖问答
4.设定颜色阀值的作用是什么？
答：将比赛目标从背景中分离出来
The end
Thank you !
主要内容
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。
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。
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。
机器人比赛项目具体介绍
1、RoboCup足球机器人仿真组（2D 3D）仿真组比赛类似FIFA系列足球游戏，由程序自主控制，完全模拟真人比赛, 比赛的方式是由Robocup委员会提供标准的Soccerserver系统，各参赛队编写各自的CLIENT程序，模拟实际足球队员参加比赛。
Soccerserver是一个允许竞赛者使用各种程序语言进行仿真足球比赛的系统。
一个机器人是Age nt,拥有自己的大脑，是一个独立的"主体"。
而一个球队实际是程序组成的。
服务器的工作就是计算并更新球场上所有物体的位置和运动，发送视觉和听觉信息给球员，接Server，即Soccerserver ，提供了一个虚拟场地,并对比赛双方的全部队员和足球的移动进行仿真。
Client，相当于球员的大脑，指挥球员的运动。
Server和Client之间的通信是通过UDP/IP 协议进行的。
可设定阵型、战术、体力消耗等一系列参数，比赛上下半场各5分钟，由电脑裁判进行在线裁定。
三维仿真与二维仿真相比，实现了对空间的模拟实战，使比赛更加激烈，更具观赏性。
2、RoboCup足球机器人中型组中型组是由两支各有4个机器人的球队在5X 10米的场地上进行的比赛，每个机器人的尺寸小于50 X 50 X 80cm。
所有的机器人是全自主的，所有的传感器都由机器人自身携带，机器人能使用无线网络与队友、场外Coach机进行通讯。
除了机器人上下场外，不允许人类对比赛进行额外的干预。
因此机器人是全分布式的和全自主的，机器人需要能够完全自主的通过传感器信息完成目标识别和自定位，决定自身采取的动作，控制电机和其它执行机构以完成比赛。
每场比赛分成两个15分钟的半场。
比赛过程由人类裁判控制，裁判具有绝对的权威贯彻比赛规则的执行。
同时有一个助理裁判负责操作裁判盒程序，根据主裁判的判罚发出相应的指令如比赛开始、暂停、开球、任意球等给比赛双方球队的场外Coach机，场外Coach机再将指令通过无线网络发送给场上比赛的机器人。
毕业设计论文足球机器人
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目 录
• 引言 • 足球机器人概述 • 足球机器人关键技术 • 足球机器人设计与实践 • 足球机器人未来展望 • 结论与建议
01 引言
研究背景与意义
研究背景
随着科技的发展，机器人技术逐渐渗透到各个领域，其中足 球机器人是一个备受关注的方向。足球机器人不仅具有娱乐 性，还能在教育、竞赛和科研等领域发挥重要作用。
利用更先进的传感器和测量技术，足 球机器人将能够更准确地感知环境、 判断位置和距离，提高比赛中的反应 速度和准确性。
应用前景展望
教育领域
足球机器人可以作为教育工具， 用于培养青少年的编程、机器人 技术和体育技能，促进综合素质 的发展。
体育赛事
随着技术的不断进步，足球机器 人有望成为正式的体育比赛项目， 为人们提供全新的观赏体验。
详细描述
机器学习技术包括监督学习、无监督学习和强化学习等，用于训练机器人识别球场上的情况、预测对手的动作、 优化自身的策略等。通过不断地学习和训练，机器人能够逐渐提高自己的技能水平足球机器人设计与实践
设计理念与原则
功能性
足球机器人应具备完成足球比赛的基本功能， 如移动、传球、射门等。
详细描述
运动控制技术涉及对足球机器人的驱动、协调和平衡等方面的控制，包括对电 机、舵机等执行机构的精确控制，以及通过算法实现机器人快速、准确的动作 反应。
传感器技术
总结词
传感器技术是实现足球机器人感知环境的关键，它使机器人能够获取球场上的信息并做出相应的决策 。
详细描述
传感器技术包括对球场环境、对手和队友的位置、速度等信息的感知，常用的传感器有红外传感器、 超声波传感器和摄像头等。这些传感器能够实时获取球场上的信息，为机器人的决策提供依据。
Robocup中型组足球竞赛机器人
机器人竞赛是机器人技术应用的热点。可以很好地锻炼学生的动手能力、组织能力、协调能 力和临场应变、突发问题处理能力等重要的工程素养。同时，机器人竞赛可以很好地吸引学 生参加，在学校或者院系塑造良好的工程实践教育氛围，引导更多的学生学习。 博创科技可以提供 RoboCUP 中型组、家庭组竞赛平台，机器人擂台赛、机器人游中国或机 器人舞蹈赛等平台，以及 CCTV 机器人电视大赛和职业类院校技能大赛所需的机器人平台 及服务。 方案概述
冠军。 这是历史上中国参赛队伍获得的第一个 RoboCup 中型组冠军。 博创科技的紧 密配合和支持为水队的发展提供了良好条件。 2011 年， 在土耳其伊斯坦布尔 RoboCup 世界杯比赛中， 北信科大再次蝉联中 型组足球世界杯冠军！ 同时， 博创科技为水队发表科研论文提供了大量基础数据和实验方面的良好 支持。 主要器材 旅行家 3 号移动机器人平台
智能机器人竞赛
最高起点！
提 供 全 国 冠 军 、世 界 冠 军 的 程 序 、算 法 、源 代 码和技术文档
机器人游中国 /机 器 人 舞 蹈 等 �创 意 之 星 机 器人套件
机器人武术擂 台 赛 �创 意 之 星 机 器 人 套 件 /竞 赛配件
R oboC up 中 型组机器人足 球 赛 �旅 行 家 3号 移动机器人
2008 年 RoboCup 世界杯 2008 年中国机器人大赛 上海大学-Strive，第八名（学校自主研发） 国防科大-Nubot，冠军（学校自主研发） 北京信息科大-Water，亚军（采用博创产品） 上海大学-Strive，季军（学校自主研发） 2009 年 RoboCup 世界杯 2009 年中国机器人大赛 北京信息科大-Water，第七名（采用博创产品） 国防科大-Nubot，第八名（学校自主研发） 北京信息科大-Water，亚军（采用博创产品） 国防科大- Nubot，季军（学校自主研发） 上海大学- Strive，第四名（学校自主研发） 2010 年 RoboCup 世界杯 北京信息科技大学-Water，冠军（采用博创产品）
机器人足球RoboCup联盟介绍
机器人足球RoboCup联盟介绍机器人足球足球运动是一种大家机器人足球非常喜爱的运动。
让机器人去踢足球，听起来像天方夜谭似的。
机器人也能去踢足球?下面由店铺为大家介绍机器人足球，希望大家喜欢!机器人足球RoboCup联盟简介RoboCup联盟(起初称作Robot World Cup Initiative)是一个国际性研究和教育组织，它通过提供一个标准问题来促进人工智能和智能机器人的研究。
这个领域应该可以集成并检验很大范围内的技术，同时也可被用作综合的面向工程应用的教育。
为了这个目的，RoboCup联盟选择了足球比赛作为一个基本领域，并组织了国际上级别最高、规模最大、影响最广泛的机器人足球赛事和学术会议——机器人那你知道zz有哪些吗?下面是店铺给大家分享的，欢迎大家阅读。
足球世界杯及学术会议(The Robot World Cup Soccer Games and Conferences，简称RoboCup)。
为了能让一个机器人球队真正能够进行足球比赛，必须集成各种各样的技术，包括自治智能体的设计准则、多主体合作、策略获取、实时推理、机器人学以及感知信息融合等。
对一个由许多快速运动的机器人组成的球队来说，RoboCup是一项在动态环境下的任务。
在软件方面，RoboCup还提供了软件平台以便于研究。
在足球比赛作为标准问题的同时，还会有其他各种各样的努力，比赛只是RoboCup各项活动的一部分。
当前RoboCup的活动包括：技术研讨，机器人国际比赛和学术会议，RoboCup挑战计划，RoboCup教育计划，基础组织的发展。
中国足球机器人的表现在世界机器人足球大赛上，南京邮电大学机器人足球队屡次夺冠。
在南京邮电大学Apollo机器人俱乐部，记者通过电脑屏幕见识了南邮大Apollo3D队与美国德州大学utaustinvilla队的一场巅峰对决。
南邮大的Apollo3D队在上半场先进一球，下半场顽强抵挡住对手的进攻，最终将1：0的比分保持到了终场，夺得Robocup机器人足球世界杯冠军。
足球机器人
团队策略：一个有效 的策略通常需要团队 的协作。例如，一些 机器人可能被分配到 防守的任务，而其他 机器人则负责进攻
预测和反应：一个好的 策略需要能够预测对手 的行动并迅速做出反应 。例如，如果对手的机 器人正在向球门移动， 那么你的机器人需要立 即阻止它
适应变化：由于比赛情 况会不断变化，所以一 个好的策略需要能够适 应这些变化。例如，如 果对手改变了他们的策 略，你需要能够及时调 整你的策略来应对
4
机器人的设计和制造
机器人的设计和制造是RobCup小型足球机器人比赛的关键部分。这需要考虑许多因素，包 括机器人的稳定性、速度、力量、电池寿命、导航系统等等。参赛队伍需要对这些因素进 行权衡，以确定最佳的设计方案
稳定性：机器人在比赛中的表现可能会受到各种因素的影响，包括场地条件、电池寿 命等。因此，机器人的设计必须能够应对这些不确定性 速度和力量：机器人的速度和力量是影响其在比赛中表现的重要因素。因此，设计者 可能需要考虑如何提高机器人的速度和力量 电池寿命：电池寿命会限制机器人在比赛中的运行时间。设计者可能需要考虑如何优 化电池的使用，以延长机器人在比赛中的运行时间
比赛的几个基本规则包括
比赛规则
机器人规格：每个参赛队 伍最多可以有5个机器人， 每个机器人的最大尺寸为 7厘米。此外，每个机器 人必须能够自主移动和操
作
比赛时间：每场比赛通常 为2分钟，或者当球被踢 进对方球门时比赛结束
得分规则：在比赛中，机 器人可以用身体的任何部 分将球踢入对方球门得分， 但是只有在球完全越过球 门线时才算得分。如果球 碰到门柱或横梁，不算得
20XX
足球机器人
目录
-
1 比赛简介 2 比赛规则 3 比赛策略 4 机器人的设计和制造 5 结论
机器人足球控制与决策系统设计与实现
机器人足球控制与决策系统设计与实现机器人足球是指通过机器人参与的足球比赛。
机器人足球的控制与决策系统是指控制机器人在比赛中行动，并根据比赛情况进行决策的系统。
本文将讨论机器人足球控制与决策系统的设计与实现。
一、控制系统设计机器人足球的控制系统设计是指如何控制机器人的行动，使其能够有针对性地进行球员移动、球的传递和射门等动作。
以下是一些常用的控制系统设计方法：1.1 基于传感器的反馈控制机器人足球通常配备了各种传感器，如视觉传感器、陀螺仪、距离传感器等。
基于传感器的反馈控制方法可以根据传感器提供的信息，调整机器人的行动。
例如，通过视觉传感器检测到球的位置和其他球员的位置，可以决策机器人应该向何处移动以及何时进行射门。
1.2 协同控制机器人足球是一个团队比赛，多个机器人需要协同合作。
因此，协同控制是一种重要的设计方法。
协同控制可以通过定义机器人之间的协同策略和通信协议来实现。
例如，可以设计机器人之间的通信协议，使机器人能够相互传递位置信息和战术指令，以实现更好的协同。
1.3 机器学习方法机器学习方法可以让机器人从比赛中积累经验，逐渐改进自己的控制策略和决策能力。
例如，可以使用强化学习算法让机器人根据比赛结果调整自己的行动。
这种方法可以让机器人在比赛中逐渐提高自己的控制能力。
二、决策系统设计机器人足球的决策系统设计是指如何根据比赛情况做出决策，例如选择何时射门，何时传球等。
以下是一些常用的决策系统设计方法：2.1 规则基础决策系统规则基础决策系统是一种简单而直接的方法，根据预先定义的规则来做出决策。
例如，可以通过定义规则来判断何时应该传球给队友，何时应该射门等。
这种方法可以在一些简单情况下得到较好的效果，但对于复杂的比赛情况可能不够灵活。
2.2 基于状态机的决策系统基于状态机的决策系统可以根据比赛情况自动转换机器人的状态，从而做出相应的决策。
例如，可以定义不同的状态，如进攻状态、防守状态等，并根据当前状态和比赛情况做出相应的决策。
足球机器人
最终目标： 到21世纪中叶或下叶用机器人足球队 打败人类足球队，那样即意味着人类社会 与机器人社会共存的时代到来。
四、决策模型简介
足球机器人系统及其协作结构
路径规划及动作设计
实时决策
1、足球机器人系统及其协作结构
多机器人系统主要研究其社会行为，即主要研究能够完成不同任务的 多个机器人之间如何进行有意识的配合，如何完成具有适应性动作选 择，以及进行冲突（任务冲突、资源冲突）消解问题，多机器人控制 等问题 如何在有竞争对手的动态环境下，建立有效的协作框架，使得多机器 人表现出团队的行为，是需要研究的关键问题。 当前多机器人的协作形式可分为两类，即任务共享（Task Sharing） 和共享（Result Sharing）组织结构可以是平行的，分层递阶或混合 型结构。 足球机器人系统应采用任务共享的协作形式，如何对“赢得比赛”这 一任务进行分解和以及如何找到合适的机器人进行任务分配是两个关 键问题
Soccerserver
Client
Client
Soccerserver包含两个程序： Soccerserver和Soccermonitor。 Soccerserver的工作是仿真足球和队员的移动、 与Client进行通信、按照一定的规则控制游ห้องสมุดไป่ตู้的进 程。 Soccermonitor则负责利用X window（或windows 95）系统在server中显示虚拟场地。server可以 同时与多个Soccermonitor相连。因此，我们可以 在多个显示器上同时显示比赛的情况。
基于视觉的遥控足球机器人系统 (Vision-based Remote Brainless Soccer Robot System)
基于自主机器人的足球机器人系统
机器人足球RoboCup世界杯介绍
机器人足球RoboCup世界杯介绍机器人可以踢足球，而且还举办了机器人的足球世界杯，下面由店铺为大家介绍RoboCup足球机器人世界杯，希望大家喜欢!RoboCup足球机器人世界杯简介在人工智能和机器人学的历史上，1997年被铭记为一个转折点。
1997五月，IBM深蓝在国际象棋中击败人类世界冠军。
四十年的挑战，在人工智能方面取得了一个成功的成果。
1997年7月4日，美国宇航局的探路者号成功着陆，第一个自治机器人系统——旅行者，被部署在火星表面。
和这些进步成果同样，RoboCup比赛向能够击败人类世界杯冠军队的足球机器人发展迈出了第一步。
机器人踢足球的想法是由Mackworth教授(加拿大英属哥伦比亚大学)于1992年首次提出的。
同时，一些日本的研究人员也在致力于以机器人踢球来推动科学技术发展的事情。
并于1993年六月在东京发起一场名为Robot J-League的机器人足球赛。
在赛事过后不到一个月内，有许多日本以外的科研人员呼吁将这一赛事扩大为国际联合项目。
于是，机器人世界杯(Robot World Cup) 应运而生，简称RoboCup。
RoboCup足球机器人世界杯比赛分类RoboCup足球赛分为5个组。
小型组：小型组机器人足球是机器人世界杯的一部分。
小型组(或者又被称为F180)机器人足球集中解决多个智能机器人间的合作问题以及在混合集中分布式系统下高度动态环境中的控制问题。
中型组：中型组机器人直径小于50厘米，机器人可以使用无线网络来交流。
比赛旨在提高机器人的自主、合作、认知水平。
类人组：在类人组中，具有人类相似外观及感知能力的自主机器人会进行足球比赛。
类人组以外的类人机器人感知世界外观的任务可以通过非人类的距离传感器来简化，而类人组中的机器人则不行。
除了足球比赛，还有技术挑战。
类人组的众多研究问题中包括：动态行走、跑步、平衡状态下踢球、视觉感知球、其他机器人球员、场地、自定位、团队比赛。
06足球机器人教案
课程名称06足球机器人教学目标1、了解足球的发展历史和足球比赛的规则2、学习机器人调试和遥控的精确控制3、学会在比赛中冷静思考教学准备M522控制器 1 个马达 2 个遥控器 1 个红外线传感器0 个课前准备准备足球场地，做一个简易的球门教学过程1）上次课内容回顾（参考时间5分）2）本次课内容引入（参考时间10分）大家在学校有什么体育活动吗？除了广播体操，那在平时还运动吗？今天队长要告诉你：有一个好身体，才能够好好学习，所以平时要注意锻炼！那接下来队长给大家介绍世界第一大球—足球，你会踢吗？你知道足球比赛的规则吗？而且今天不是我们踢足球而是让机器人踢，所以今天要做“足球机器人”。
3）本次课知识点讲解（参考时间15分）A.球的发展历史：足球运动是一项古老的体育活动，源远流长。
最早起源于我国古代的一种球类游戏“蹴鞠”，后来经过阿拉伯人传到了欧洲，发展成现代足球。
B.足球比赛的规则：队员，一场比赛应有两队参加，每队上场队员不得多于11名，其中必须有一名守门员。
如果任何一队少于7人则比赛不能开始.比赛场地必须是长方形，边线的长度必须长于球门线的长度。
国际比赛标准场地比赛场地必须是长方形，长度90—120米，宽度45—90米，球门高2.44米，宽7.32米，足球用皮革或其他适料制成，圆周不长于70厘米不短于68厘米。
4）实践与制作（参考时间20分）【制作内容】：足球机器人【比赛规则】：以最短的时间正确的完成【知识讲解】：机器人的调试做装好机器人并且接通电源之后，若按遥控器“向前”机器人向左，则为“左马达需要反接”；若按遥控器“向前”机器人向右，则为“右马达需要反接”；若按遥控器“向前”机器人向后，则为“左右马达都需要反接”；若按遥控器“向左”机器人向右，则为“左右马达需要对接”；队长要带领队员悉心的去掌握调试机器人的方式。
5）机器人作品检查和调试（参考时间10分）A.机器人精确控制方式6）进行任务或游戏（参考时间15分）【游戏名称】：疯狂的足球【游戏内容】：遥控足球机器人按照比赛规则进行游戏【游戏规则】：黑色和白色个代表一方区域，比赛规则按照足球比赛规则执行，采用足球循环赛制，单场比赛时间为2分钟，获胜者获得3分，打平双方各一分，失败不加分，最后以总分最多的小组获得第一名。
机器人足球比赛技术及未来应用
机器人足球比赛技术及未来应用随着科技的日趋发展，机器人技术的应用不断完善和拓展，已经渗透到了我们日常生活的方方面面。
机器人足球比赛作为机器人技术的一项代表性应用，在足球运动领域也逐渐崭露头角，并展现出了广泛的应用前景。
一、机器人足球比赛技术1.1 机器人足球比赛背景机器人足球比赛作为机器人技术的一项重要应用，其背景可以追溯到1993年。
那时，一个叫做罗宾博士的法国科学家提出了一个未来足球比赛的想法，这个想法的核心是用机器人代替人类参与足球比赛，从而让机器人具备更高的速度、精度和反应能力，让机器人足球比赛更具有技术含量和观赏价值。
1.2 机器人足球比赛的技术要素机器人足球比赛需要的技术要素包括机械结构、动力控制、感知处理、模式识别、决策和协作等方面。
其中，机械结构是机器人足球比赛的基础，一般由机器人底盘、摄像头、传感器、电池、控制电路等组成；动力控制是指通过电机、伺服电机和舵机等组件实现机器人动作和运动控制；感知处理主要是通过计算机视觉技术、图像处理技术和语音技术等实现感知和信息获取；模式识别是指机器人自主进行球体、场地地形和障碍物等信息的识别和分类；决策是指机器人根据获取的信息和预设的策略，决定如何执行控制动作和实现目标任务；协作是指机器人之间的相互配合和交流，通过分工协作的方式实现任务的完成。
1.3 机器人足球比赛的规则机器人足球比赛根据赛制和比赛规则也大致分为四个层次，即小型机器人足球、中型机器人足球、标准机器人足球和六人机器人足球。
其中，小型机器人足球和中型机器人足球基本上是在由学生参与的科技活动中进行的；标准机器人足球则是拥有国际比赛规则的机器人足球比赛；而六人机器人足球则是一项发展迅速、规模庞大、技术含量高的机器人足球比赛。
二、机器人足球比赛未来应用随着机器人技术的不断发展，机器人足球比赛也将会在未来展现更广泛的应用前景。
2.1 改善人类生活机器人足球比赛不仅可以帮助人类实现足球比赛的技术升级，还可以将应用领域扩大到其他方面，例如足球场馆和赛事管理、健身娱乐、智能机器人等，从而在生活和工作中为人类带来更多便利和乐趣。
足球机器人
足球机器人的主要类型
根据足球机器人的自主程度，可以分为全自主足球 机器人和半自主足球机器人
• 全自主足球机器人：完全依赖自身程 序进行决策和控制 • 半自主足球机器人：通过人工干预和 辅助决策进行比赛
CREATE TOGETHER
DOCS
DOCS SMART CREATE
足球机器人：技术、应用与发展趋势
01
足球机器人的基本概念与分类
足球机器人的定义与特点
足球机器人是一种自主或半自主的机器人
• 能够通过编程实现足球比赛中的基本动作 • 具有较高的灵活性和协作性 • 可以在复杂环境中进行比赛
足球机器人的特点
基本策略：包括防守、进攻和防守反击 等
技巧：包括传球、射门、控球等
足球机器人的战术体系与团队配合
战术体系：包括阵型、跑位和协同作战等
团队配合：足球机器人需要与其他机器人进行协同作战，提高比赛胜率
04
足球机器人的发展与应用前景
足球机器人在教育领域的应用
01 教育领域：足球机器人可以作为教学工具，帮助学生学习和理解足球比赛的规则和策略 02 应用前景：足球机器人可以在体育教学、技能培训等方面发挥重要作用
感知与检测技术的实现
• 使用超声波传感器进行距离测量 • 使用红外传感器进行物体检测和定位 • 使用陀螺仪和加速度计等传感器进行 自身状态检测
足球机器人的决策与规划技术
决策与规划技术是足球机器人的大脑，包括策略制 定和动作选择
• 策略制定：根据比赛环境和自身状态， 制定足球机器人的比赛策略 • 动作选择：根据策略和实时环境，选 择足球机器人的动作
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Frontier-III 全自主移动机器人使用说明书上海交通大学2007年11月21日目录FRONTIER-III 全自主移动机器人 01、功能特性 (3)2、结构描述 (4)2.1、全维整体机构简介 (4)2.2、嵌入式车轮机构简介 (5)2.3、双轮整体机构简介 (6)2.2、嵌入式车轮机构简介 (7)3、供电系统使用说明 (8)3.1、功能描述 (8)3.2、供电系统电气连接图 (10)3.3、使用注意事项 (11)4、运动控制系统 (12)4.1、运动控制系统功能 (12)4.2、运动控制系统性能参数 (12)4.3、上下位机信息交互 (12)4.4、硬件配置和安装说明 (12)4.5、指示说明 (18)4.6、使用注意事项 (19)5、踢球机构和拨球机构 (20)5.1、功能简述 (20)5.2、踢球机构与控制系统 (20)5.3、拨球机构与控制系统 (23)5.4、注意事项 (25)6、视觉系统 (26)6.1、设计原理 (26)6.2、软件使用环境及硬件配置条件 (26)6.3、软件特点 (26)6.4、使用说明 (28)6.5、使用注意事项 (38)6.6、通讯协议 (39)7、自主移动机器人控制平台[FRONTIER-API]V2.0 (40)7.1、前言 (40)7.2、编写目的 (40)7.3、使用说明 (40)7.4、使用注意事项 (41)7.5、通讯协议 (42)7.6、程序说明 (44)8、远程控制系统（TE AMLAB） (46)8.1、编写目的 (46)8.2、设计原理 (46)8.3、软件使用环境 (46)8.4、软件特点 (46)8.5、使用说明 (46)8.6、使用注意事项 (48)9、附录：电气连接示意图 (49)1、功能特性1)机器人本体：45×45×65cm，铝合金外壳，国际流行亚光黑；2)移动方式：4个全方位轮；3)最大线速度：4m/s；最大角速度：720°/s；最大加速度：2m/s2；4)运动硬件构成：瑞士Maxon DC Motor及驱动器；5)运动控制器：TI TMS320LF2407A DSP运动控制系统，高性能数字闭环控制；6)视觉：全维彩色视觉+前向彩色视觉，双目互补，1394、USB通用接口；7)电池：24V4.5AH镍氢电池组；8)作业时间：连续工作1小时；9)接口：1394、USB、RS-232；10)操作器(踢球机构)：螺线管驱动；11)机载控制器：笔记本电脑（双核Core2、USB、1394、802.11A无线网卡）；2、结构描述2.1、全维整体机构简介全自主移动机器人共分以下几个主要部分：外壳（发黑处理，带有散气孔）、视觉系统安装机构、踢球机构（前锋）和拨球机构（守门员）、全维轮系（避震作用）。
踢球机构前端有一对护球抓手（前锋）。
图2－1 机器人外观示意图视觉系统笔记本电脑全维轮系踢球机构为了确保四个轮子能够同时跟地面接触，提供相同的驱动力，轮系设计成带弹簧作避震平衡之用：图2－2 轮子安装简图驱动电机的动力通过扭力保护器到同步带，最後传到全维轮子上。
全维轮子由双排轮所组成，两边各是三个圆鼓状轮依互补分布所组成。
避震弹簧中间是滑动套的固定轴，除了用作导向还作为上下层之支撑柱。
避震弹簧驱动电机扭力保护器全维轮子全自主移动机器人共分以下几个主要部分：外壳（发黑处理，带有散气孔）、上盖板、视觉系统安装机构、踢球机构（前锋）和拨球机构（守门员）、轮子（包括护轮架）。
外壳前端有一对护球手抓安装架，便于安装护球手抓，手抓请自行选择方案安装。
图2－1 机器人外观示意图踢球机构外壳上盖板视觉系统轮子护轮架护球手抓安装架本机构的轮子安装采用独有的嵌入式安装方法，既可以保护电机不受径向力又可以确保机器人轮子在比塞的过程中不脱离。
其简易安装图如下所示：图2－2 轮子安装简图3、供电系统使用说明3.1、功能描述供电系统负责为机器人各用电器件提供符合要求的电能供应，包括：驱动电机及驱动器电源、DSP 运动控制板、DA 扩展板（仅全维足球机器人有此模块）、踢球控制板、电源板，和摄像头电源。
3.1.1、双轮差速足球机器人双轮差速足球机器人本体上有两个面板：顶面板和侧面板。
顶面板位于机器人顶部，包括有总电源开关、外接电源插头（4芯航空插头，）、摄像机电源插头（2芯航空插头）和串口连接端口，如图1所示。
侧面板位于机器人侧面，包括有三个电平指示灯、二个保险丝和电源充电器插头，如图2所示图3－1 双轮差速顶面板插头示意图图3－2 双轮差速侧面板插头示意图3.1.2、全维足球机器人全维足球机器人本体上只有一个总电源开关控制面板，位于前景摄像头背面，包括有外接电源插头（4芯航空插头，）、电源充电器插头（3芯航空插头）、二个保险丝、总电源开关和三个电平指示灯，如图3所示图3－3 总电源开关控制面板3.2、供电系统电气连接图图3－4 双轮差速足球机器人供电系统电气连接图图3－5 全维足球机器人供电系统电气连接图3.3、使用注意事项1．打开总电源开关后，侧面板的电源电压指示灯应有一个灯亮（如果电池电能耗尽，指示灯不亮）。
2．在机充电：将充电器的充电插头插入位于机器人侧面板上的充电插座即可。
注意，充电时不得运行机器人，除非已经接入24V外接电源。
3．外接电源供电：接入外接电源时，机器人自动切掉电池供电，这时可以进行电池充电。
4．电平指示：通过三个LED(绿、黄、红)指示当前的电池电能储备情况。
绿灯时电能储备最多，黄灯次之，红灯再次之，红灯时表示电能以不足，需要充电。
5．充电器使用注意事项请参考充电器使用说明书。
6．请不要擅自拆机！拆机时请注意线路连接方式，以确保正常恢复。
7. 机器人电路系统不得滴入液体、掉入金属等，以防发生危险。
4、运动控制系统4.1、运动控制系统功能“交龙”号足球机器人发展至今已经先后研发了三代产品，第一代为双轮差速足球机器人，第二代和第三代均为全维足球机器人，其控制结构均以TI公司TMS320LF2407A快速DSP运动控制芯片为核心，依照上位机发出的指令信息和机器人的编码器反馈信号，完成机器人的运动控制，同时反馈给上位机当前的运动数据，包括线速度、角速度和里程计数据。
4.2、运动控制系统性能参数4.2.1、运动控制参数（1）运动控制频率：运动控制周期1ms，与上位机通讯周期50ms，（2）速度可调：0～2000mm/s（3）加速度可调：0－20档，最大加速度2.0m/s2。
（4）角速度可调：-360~360度/s（5）里程计范围：0～32000mm，－180～180度，可以实时由上位机校正。
4.2.2、Maxon电机参数（1）额定功率：70 W（2）额定转速：6210 rpm（3）堵转转矩：783mN.M（4）减速器：14：1（5）编码条：500 Pluse/转4.3、上下位机信息交互上下位机信息交互协议格式详见本说明6.5.3。
4.4、硬件配置和安装说明对双轮差速足球机器人，运动控制系统由DSP运动控制板（一块）、电机（二个）以及电机驱动器（二个）构成。
对全维足球机器人，运动控制系统由DSP运动控制板（一块）、DA扩展板（一块）、电机（四个）以及电机驱动器（四个）构成。
4.4.1、DSP 电源以及串口连接图4－1. DSP 电源以及串口连接示意图DSP 板是母口的串口连接方法： DSP 侧 － PC 侧1 － 53 － 34 － 2DSP 板是公口的串口连接方法： DSP 侧 － PC 侧 5 － 53 － 22 － 34.4.2、电机驱动器的接口电机驱动器的接口包括电机控制信号的输出和电机编码器信号的输入两个部分，（1）对双轮差速足球机器人，如以下图4－2至图4－4所示：图4－2.电机驱动器的电气连接图图4－3.驱动器编码器接线口示意图图4－4.驱动器信号控制线接口示意图对于驱动器1（左侧驱动器）：驱动器1（左侧）控制电压信号―――――――――――J18（1）驱动器1（左侧）基准电压信号―――――――――――J18（2）驱动器1（左侧）Enable信号――――――――――――J18（5）驱动器1（左侧）接地―――――――――――――――J18（4）对于驱动器2（右侧驱动器），输出接口位于DSP板J19单元，输出信号线的定义与驱动器1相同。
（2）对于全维足球机器人，如以下图4－5至图4－8所示图4－5.电机驱动器的电气连接图图4－6.驱动器编码器接线接口示意图备注：对全维足球机器人，由于DSP 板驱动器编码器接线接口只有3对，所以另设计了一块编码器信号扩展板，补充了1对接口（接驱动器4及电机4），该板实物图如下图所示：图4－7.编码器信号扩展板接口示意图图4－8.驱动器信号控制线接口示意图对于驱动器1：驱动器1控制电压信号――――――――――― J18（1） 驱动器1基准电压信号――――――――――― J18（2） 驱动器1Enable 信号―――――――――――― J18（5） 驱动器1接地信号――――――――――――――― J18（4）对于驱动器2、3：输出接口分别位于DSP 板J19、J20单元，输出信号线的定义与驱动器1相同；对去驱动器4：其基准电压信号、Enable 信号、接地信号与驱动器3共用，而控制电压信号则接DSP 板J12（6）。
4.5、指示说明指示灯共有8个，上电后1号灯以1HZ 频率闪烁。
若上下位机通讯正常，1号和5，6，7，8灯以1HZ频率闪烁；若通讯过程中，上位机在1秒内没有正常发出通讯指令，则1，2号灯以1HZ闪烁。
指示灯是上面的三种情况，下位机工作正常，若所有的灯全亮或全灭，下位机工作不正常。
4.6、使用注意事项连接件要按照要求接好。
可能出现的故障现象有：另外，在实际应用之前，要先将机器人架空，将各种运动指令发送一遍，看是否正确，完全正确才能放在地面上运行。
5、踢球机构和拨球机构5.1、功能简述（1）踢球机构装在前锋、后卫机器人的正前方，用于踢球、挑球；（2）拨球机构装在守门员机器人上用于挡球、拨球；图5－1 踢球机构5.2、踢球机构与控制系统5.2.1、结构说明踢球机构主要包括以下几个部分（如图5-1、5-2所示）：1. 挑球机构：可绕安装罗钉所固定的转轴旋转，从而把电磁铁的水平击球力转化成向斜上的击球力，实现向上挑球。
另外，挑球机构也可以通过拆御两侧的安装罗钉御落，实现平踢、挑球两种踢球方式的转换。
挑球机构电磁铁控球抓手挑球机构安装罗钉图5－2 挑球机构（左侧为平常状态、右侧为挑球时状态）2.电磁铁：是整个踢球机构的动力源，实现电能到动力的转换，由踢球板倍压供电。
3.踢球板：实现对电源倍压（十倍压）的功能，可以提高电磁铁击球的力量。