1、機器人足球賽足球機器人的系統前世今生機器人足球賽FIRA世界杯 國際機器人足球聯盟 （Federation of International Robot-soccer Association，FIRA） FIRA在全球范圍內每年舉行一次機器人世界杯比賽（FIRA Cup），同時舉辦學術會議（FIRA Congress），供參賽者交流他們在機器人足球研究方面的經驗和技術。 比賽種類比賽種類1.半自主型機器人足球：MiroSot2.全自主型機器人足球：RoboSot3.仿真機器人足球：SimuroSot4.超小型半自主機器人機器人足球：NaroSot5.超小型全自主機器人足球：KheperaSot

2、6.類人機器人足球：HuroSot7.RoboCup機器人足球比賽種類8.11VS11仿真組比賽9.5VS5小型機器人組比賽10.小型機器人組標準比賽（每隊11人）11.中型機器人組比賽12.Sony四腿機器人比賽中國FIRA 1997年7月，國際機器人足球聯盟中國分會（簡稱FIRA中國分會） 成立，分會設在哈工大，由洪炳镕教授擔任主席。同年中工智能學會下設機器人足球工作委員會，由洪炳镕教授同時擔任主任。此后的十年間，在FIRA中國分會的領導下，先后組織了七屆全國機器人足球錦標賽，有力地推動了國內機器人足球的研究和發展。 RoboCup (Robot World Cup） 通過舉辦機器人足球比

3、賽，旨在促進人工智能、機器人技術及其相關學科的發展。 RoboCup的最終目標是在2050年成立一支完全自主的擬人機器人足球隊，能夠與人類進行一場真正意義上的足球賽。 vs比賽項目比賽項目1 模擬組比賽2 小型機器人比賽 3 整隊小型機器人比賽，每隊包括11個機器人 4 中型機器人比賽5 Sony有腿機器人比賽 （由Sony贊助）6 人形機器人比賽（從2002年開始，2002年前可能會有演示）7 遙控機器人比賽（即將公布）8 RoboCup評論員系統演示足球機器人系統機器人的大腦就是裝在一臺計算機主機中的決策系統。 決策系統根據現場的敵我雙方的比賽態勢，決定我方機器人處于進攻還是防守。然后決定

4、機器人的隊形和機器人離足球的遠近決定是主攻還是助攻、主防還是助防。根據每個機器人的任務決定相應的動作。 足球機器人有自己的眼睛視覺系統。 足球機器人的視覺系統把比賽場地的敵我雙方的態勢都反映到計算機中，然后用計算機圖像軟件進行處理。利用模式識別技術，對數字圖像進行特征提取等操作，形成自己的計算機內數據的表達，即敵我雙方機器人的位置和角度。 足球機器人的雙腿 ，即運動系統。 足球機器人的雙腿就是機器人的左右輪。就是車體部分，它包括車輪、電機、車架、通訊模塊等部分。由通訊模塊接收上位機傳來的命令，來驅動左右輪的速度，從而實現達到控制的目地。 前世機器人足球的最初想法由加拿大不列顛哥倫比亞大學的艾倫

5、馬克沃斯（Alan Mackworth）教授于1992年提出。 1995年8月，在加拿大蒙特利爾召開的國際人工智能會議(IJCAI-95)上發表了公告，將在名古屋與IJCAI-97聯合舉辦首屆機器人世界杯足球賽及會議。 1996年11月4日到8日，在大阪的國際智能機器人與系統會議(IROS-96)上舉行了Pre-RoboCup-96。有8支球隊參加了仿真組比賽，并展示了參加中型組比賽的真正的機器人。 1997年，第一次正式的RoboCup比賽和會議獲得了巨大的成功。比賽僅設了機器人組和仿真組兩個組別，來自美國、歐洲、澳大利亞、日本等40多支球隊參加，5000多名觀眾觀看了比賽。從此，RoboC

6、up作為機器人學和人工智能研究領域的最重要的活動之一蓬勃發展起來。 今生 國內的機器人研究近年來取得了長足的進步。目前，國內有很多大學都有了自己的FIRA機器人足球隊，其中包括哈爾濱工業大學、東北大學、浙江大學、清華大學、北京大學、中國地質大學（武漢）、西華大學等。從1999年開始，國內開始組織全國性的足球機器人比賽，以及相關的學術交流活動。 國內的機器人研究雖然剛剛起步，但是已經顯示出強大的活力。中國人工智能學會、中國自動化學會分別設立了機器人足球協會和機器人競賽委員會，以組織、協調和指導我國高校和研究機構開展機器人足球比賽、學術交流和相關研究工作。許多學校和機構已經積極行動起來，主要包括中

7、國科學院自動化研究所、清華大學、中國科技大學等。近年來，在國際比賽中，尤其是在FIRA競賽中，我國科研機構取得了很好的成績。 1、 發展迅速，比賽規模逐年擴大發展迅速，比賽規模逐年擴大 2、 競爭激烈，比賽水平提高很快競爭激烈，比賽水平提高很快 3、 得到著名期刊、國際研討會議的高度重視得到著名期刊、國際研討會議的高度重視 4、 歐美以及韓國、日本的機器人足球水平仍處歐美以及韓國、日本的機器人足球水平仍處于領先地位于領先地位 5、 我國機器人足球奮起直追、迅速提高我國機器人足球奮起直追、迅速提高 在RoboCup比賽項目上，清華大學和中國科技大學代表了中國的最高水平。 前景展望 智能足球機器人

8、是一個極富挑戰性的高技術密集型項目，融小車機械、機器人學、機電一體化、單片機、數據融合、精密儀器、實時數字信號處理、圖像處理與圖像識別、知識工程與專家系統、決策、軌跡規劃、自組織與自學習理論、多智能體協調以及無線通信等理論和技術于一體，既是一個典型的智能機器人系統，又為研究發展多智能體系統、多機器人之間的合作與對抗提供了生動的研究模型，融多種先進技術于一身。而機器人足球比賽毫無疑問地大大促進了各國先進技術的交流與發展。隨著機器人技術的不斷進步，我相信有朝一日，足球機器人能像真人一樣為我們奉上精彩的比賽。中型足球機器人硬件結構組成硬件結構組成視覺系統執行機構底層硬件控制系統計算機機械結構移動平臺

9、踢球機構帶球機構微處理單元移動平臺差動運動方式像汽車一樣兩輪同速直線運動一輪為零一輪動旋轉運動其他情況運動的合成全向運動方式比較先進任意運動方向踢球機構電動機彈簧式電磁鐵式飛輪式氣缸式氣動肌腱式電動機彈簧式電動機彈簧式優點：踢球力量優點：踢球力量大大缺點：速度難以缺點：速度難以控制，延時較大，控制，延時較大，電機工作效率低。電機工作效率低。電磁鐵式電磁鐵式優點：控制優點：控制速度的靈活速度的靈活性高性高缺點：摩擦缺點：摩擦力大，影響力大，影響速度；電磁速度；電磁干擾問題干擾問題飛輪式飛輪式優點：球速快，約優點：球速快，約14m/s缺點：摩擦力相當大，踢桿平均使用缺點：摩擦力相當大，踢桿平均使用

10、10次即損壞，甚至不能完成比賽次即損壞，甚至不能完成比賽 氣缸式氣缸式優點：控制精度較好，是較合理的踢球優點：控制精度較好，是較合理的踢球機構機構氣動肌腱式（新型氣動肌腱式（新型的拉伸型執行元件）的拉伸型執行元件）優點：力氣大（同優點：力氣大（同直徑氣缸的直徑氣缸的10倍），倍），執行速度快，重量執行速度快，重量輕，耗氣量少輕，耗氣量少缺點：目前使用較缺點：目前使用較少，缺少經驗少，缺少經驗被動式摩擦式丟球概率大主動式驅動兩輪摩擦帶球差動工作帶住足球帶球機構軟件結構視覺子系統通信子系統決策子系統運動子系統視覺子系統硬件配置全景視覺系統多攝像頭視覺系統全景鏡曲線自定位定義意義全景視覺系統 攝像頭+反射鏡 360度變形俯視圖多攝像頭視覺系統 彌補缺陷（全景沒法看高于80cm） 多視覺系統全景鏡曲線 克服雙曲線圖像嚴重失真問題 分段處理自定位定義自主確定位置自主導航的基礎意義不沖出場地尋找足球識別球門算法的實現：略通信子系統