中型组足球机器人挑球系统的设计

中型组机器人足球比赛系统是进行多智能体研究的理想实验平台。中型组足球机器人有自己的"头脑"和"手脚",后者就是它的挑球系统。设计了基于电磁原理的中型组足球机器人挑球系统,简化了系统设计,提高了系统性能,满足中型组足球机器人的控制要求。

RoboCup中型组足球机器人主动控球机构设计

针对RoboCup中型组足球机器人主动控球技术研究中缺乏原理分析的问题,分析了主动控球技术的原理,包括:主动控球机构的构型分析、机构控球过程的受力分析和运动学分析。设计了一套主动控球机构和相应的控制方法,并成功地应用于NuBot中型组足球机器人。分析结果表明:根据足球的期望运动对作用在足球上的转矩进行实时控制是机构成功控制足球运动的关键,同时机构主动轮和足球的转速还需满足一定的关系。

中型组足球机器人传球动作辨识与再现

为了使中型组足球机器人具有识别并模仿人的传球动作的能力,在研究人的传球行为的基础上,提出了一种使中型组足球机器人能够识别和再现人的传球动作的可行方法。该方法利用Kinect感应器获取人体的三维骨骼信息,从生成的人体骨骼模型中选取有效表征人体传球动作的特征变量,然后通过阈值法和帧差法判定特征变量的变化,实现对人的传球行为的识别,并以此获取传球动作的传球角度,使机器人再现人的传球动作。针对人机交互中的传球动作辨识与再现提出了一种实际可行的解决方案。试验表明,该方法能够辨别多个角度传球的动作,并能保持较高的识别率,从而验证了该方法的实用性和有效性。

中型组足球机器人的非正面视角步态辨识方法设计

研究了运动学中人体步态的特点,以实现中型组足球机器人在非正面视角时辨识人的步态。选取有效表征步态的特征量,用阈值法和帧差法判定特征量的状态,形成了解决该问题的基本方法。由Kinect获取人体骨骼点的三维信息,通过其生成的人体骨骼模型测得了机器人的视野范围。通过对人体步态处于非正面视角下的状况的分析,提出了一种基于Kinect的在非正面视角时的识别方法,且能够给出人体所处的方位角。实验验证了该方法的实用性和有效性,结果表明,该方法在多个非正面视角下都具有较高的识别率。该研究可为将来的人机足球对抗赛提供技术储备。

足球机器人交互规则控制系统设计

在足球机器人人机交互运动辨识中,由于人类在足球运动中复杂的姿势、行为动作、生理心理状态、语言、情感和触觉等自然能力,造成了机器人在对足球运动动作辨识过程中存在大量的伪动作指令。传统的人机交互动作辨识方法去除伪动作所应用的计算过程过于复杂,致使识别速度缓慢,效率低。提出一种新的足球机器人人机交互运动辨识方法,选择中型组足球机器人UP-VoyagerⅢ作为研究对象,应用Kinect体感技术实现人体骨骼的检测和跟踪,设计人体前进、后退、左行、右行和停止等上肢动作规则。以中型组足球机器人持球器方向为正前方,针对对应规则设计圆周等距排列的3轮组成万向运动底层速度分解策略,以实现快速的人机交互功能。实验表明该中型组足球机器人可以根据系统架构实现人体动作辨识,进而执行相应动作。研究方法为中型组机器人辨识人动作信息提供了实用和可靠的方法。

数字罗盘在足球机器人守门员位姿控制中的应用

可自纠位的直线行走是足球机器人守门员的重要功能,为实现此功能,通常的做法是通过视觉同时识别多个目标实现机器人自身的全局定位,从而确定机器人自身的方位角。本文在RoboCup中型组足球机器人开发平台上,应用数字罗盘获取机器人的航向角,融合机器人的视觉信息,在识别一个参考路标的情况下实现足球机器人守门员的全局定位。根据机器人的全局位姿坐标可以实现守门员在门前球门区域的直线挡球功能,实验结果证明方法是可行的。

用于机器人足球赛的全景视觉设计仿真

该文介绍用于机器人足球中型组比赛的全景视觉系统设计与仿真。该系统由一个普通摄像机和一个全向镜组成,能够拍摄到周围360度的全景图像。该文首先分析了比赛对视觉系统的各项要求,然后对几种常用的全向镜的成像效果进行仿真,得到了它们的全景图像。通过仿真结果比较,发现双曲线镜面具有单视点、变形小、分辨率高、体积小的特点,能够很好地满足比赛的要求。最后给出了摄像机和双曲线镜面的设计参数以及双曲线镜面的仿真图,完成了整个视觉系统的设计。

基于新规则足球机器人的研究

针对2008年中型组自主足球机器人比赛规则的变化,研究改进符合新规则且更加先进的足球机器人,主要在机器人的底盘转向、踢球机构、运动控制、视觉系统进行优化,特别是用先进的白点定位、卡尔曼滤波算法提高了定位精度,经过多次试验、比赛能够达到预期效果.

一种基于光照变化补偿的颜色识别方法

针对RoboCup中型组足球机器人比赛中光照变化会使颜色发生色彩漂移,影响颜色识别的准确性问题,提出一种基于光照变化补偿的颜色识别方法。该方法首先利用球的历史信息预测球的位置,然后在较小的区域内用基于色调直方图反向投影的方法找到球后,通过球的亮度直方图的变化计算出光照变化率,用于动态补偿颜色查找表。实验表明该方法能提高颜色识别的光照自适应性。