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在足球机器人控制中的应用设计
■大连理工大学关慧贞刘赞魏永王兰兰
足球机器人融合了计算机视觉、模式识别、决策对策、自动控制、无线通信、多智能体合作等多项
摘要技术,具有极高的研究价值。本文设计了基于微处理器的集中视觉足球机器人底层控制系统,
简化了系统设计, 满足微型机器人的控制需要。同时, 也有利于足球机器人自主化的转型和发展。
关键词足球机器人嵌入式系统
以应用为中心的嵌入式系统, 已经深入到生活的各控制以及基于传感器进行自动避障和简单识别环境。
个方面。相对于其它领域, 智能机器人系统可以说是嵌通常足球机器人系统可以划分为机器人车体子系
入式系统应用最典型、最广泛的领域之一。本文对嵌入统、通信子系统、视觉子系统和决策子系统四个部分,
式系统在足球机器人底层控制系统中的应用进行研究和通过计算机视觉子系统闭环而构成智能决策和控制系统
设计。如图。从图中可以看到, 足球机器人车体是整个系
足球机器人系统统的执行机构, 它直接体现了整个系统的性能。小车的
性能主要由车体性能与车载嵌入式控制系统一微型足
足球机器人是计算机视觉、模式识别、决策对策、
球机器人底层控制系统决定。当小车车体具有了良好的
自动控制、无线通信、智能体设计与电力传动、多智能
运动性能后, 小车的性能就由车载嵌入式系统决定了。
体合作等多项技术的结合体, 是一个典型的智能机器人
因此构建一个快速、安全、可靠的实时嵌入式系统是整
系统。足球机器人比赛集高科技、娱乐、竞技于一体,
个系统的关键。
虽历时不长, 但已经成为国际上广泛开展的高技术对抗
活动, 引起社会广泛的关注。研究与开发足球机器人系
统, 参加机器人足球赛是研究智能机器人,跟踪国际高
科技理论技术的理想切入点⋯, 同时也是嵌入式计算机
系统理论联系实际的极富生命力的成长点。图足球机器人系统图
从国内外的比赛情况来看, 目前主要是集中视觉的
系统设计和实现
足球机器人比赛。如图所示,在整个比赛中,视觉系
统通过摄像头和图像采集卡对场上情景进行实时. 系统任务
采集和处理, 把辨识结果送给决策系统, 通过无线发射
通过无线通信系统接受决策子系统传来的控制指
器向车体系统发出一系列控制命令。机器人根据主机命
令;根据运动指令控制小车左右轮转速;通过传感器判
令做出反应,在场上运动, 同时能通过译码器进行位置
断场上环境信息, 辅助机器人定位及运动。
. 微处理器选型
传统的微处理器如、系列应用于机器人系统,
虽然开发周期短,成本低,但其实时性不好,复杂的控
制算法难以实现;另外, 增加的外围电路数据转换速度
慢,使机器人的性能得不到充分的发挥。高速的出
现虽然使得系统模块化和全数字化¨, 但其开发套件成
图基于视觉的足球机器人比赛场景图本高。与具有同等性能的微处理器资源丰富,
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具有很好的通用性, 其主要技术优点是高性能、低价考虑到电压、电流的等级及尺寸、外观等因素, 采
格、低功耗, 可以广泛的应用于各个领域, 因此将用了来代替三级管所构成的驱动电路。驱动电
应用于机器人控制系统不失为一种好的策略。路如图所示。
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