机器人世界杯:探索科技与竞技的激情碰撞

日期: 2025-10-03 16:04:58|浏览: 15|编号: 163120

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机器人世界杯:探索科技与竞技的激情碰撞

1 比赛介绍

机器人踢球竞技的场地长1.5米,宽1.3米,比乒乓球桌要小一些,场地上标有中线、中圈和球门区域。每支队伍由三个边长不超过7.5厘米的正方体遥控小车(机器人)构成。它们的职责就是把橘红色的高尔夫球(足球)打入对方球门,同时要防守本方球门,尽量少让对方进球。比赛规则和常规足球类似,也包括点球、任意球和门球等形式。由于电量不足,每半场仅设5分钟,期间有10分钟的间歇时间。若下半场结束时双方比分相同,则启动3分钟的加时赛,该阶段采用突然决胜负规则,并安排点球对决。场地布局与常规比赛有显著差异,四周设有围墙,因此取消了界外球,改在相持僵持10秒后判罚争球。

足球机器人系统

硬件设施涵盖自动行走单元、影像采集设备、中央处理单元以及远距离信号发送装置。从运作角度划分,其构成四大核心部分,分别是自动行走单元、图像感应模块、智能判断单元和远程数据交互模块。

机器人结构

该自动化设备由车体、轮子、动力单元、变速装置、速度传感器、供电系统、微处理器控制单元以及无线信号接收装置等部分组成。它能够根据主控设备发出的指令,改变左右轮子的转动速度,确保沿着设定的路线行驶。

视觉系统充当机器人的感知器官。它借助位于场地中场线2米高空的镜头采集画面,通过主机中的图像采集卡将画面转为数字信号,传输至主机内部存储,然后由特定程序对画面内容进行分析。考虑到双方队伍的标志颜色分别为黄色和蓝色,同时机器人也佩戴着不同的身份标识色,因此计算机能够依靠色彩区分功能,精确识别出所有机器人和足球的位置坐标以及朝向信息。也就是进行模式识别。

决策子系统

依据视觉系统传递的信息,借助专家系统方法,分析当前攻防形势,明确己方机器人防守或进攻职责,规划每台机器人的行进路线,进而生成针对各车辆左右两侧轮子的速度指令。

无线通讯子系统借助主机串行端口获取指令数值,然后由专属的发射设备,以及配置在小车上的接收单元,完成无线连接的建立,从而实现对场上所有机器人的操控,控制它们的行动。

机器人足球比赛期间,这四个子系统会不停工作,速度达到每秒两三回,有时更快,人类无法插手。

FIRA 5对5微型机器人足球赛和3对3赛事的主要差异体现在比赛场地的规格不同,以及参赛机器人的数量不同,除此之外,两项赛事的基本规则保持一致。

2 比赛类型

1、模拟组比赛

2 、小型机器人比赛

3、 整队小型机器人比赛,每队包括11个机器人

4、 中型机器人比赛

5、Sony有腿机器人比赛 (由Sony赞助)

人形机器人竞赛,这个活动始于2002年,但在那之前或许已有相关展示。

7、遥控机器人比赛(即将公布)

8、 评论员系统演示

仿真组比赛

仿真组比赛是在一个标准的计算机环境内进行的。

3 比赛规则

赛事规范大体上参照国际足球联合会的赛事规范。比赛形式是委员会提供标准体系,各参赛队伍制定专属方案,用以模拟真实足球队伍进行对抗。

这是一个能让参赛者运用多种编程语言来模拟足球对抗的平台。比赛通过虚拟赛场开展,对双方所有球员及足球的跑动轨迹进行模拟。计算机程序充当球员的神经中枢,掌控着球员的行动。参赛者与程序之间的数据交换借助UDP/IP协议实现。因此,任何兼容UDP/IP的编程环境都可以被参赛者采用。

4 创建背景

现在有三个世界级的机器人竞赛组织,其中一个是专注于亚太区域的“国际奥林匹克机器人大赛”,这个赛事的英文缩写是WRO,全称是世界机器人组织;另一个是设在美国的“第一乐高联盟”,它的英文缩写是FLL,全称是FIRST乐高机器人竞赛;还有一个就是最近非常引人关注的机器人足球世界锦标赛。机器人世界杯系列是一项融合了教育理念与科技元素的国际性赛事,同时也是学术研究水平最为突出的比赛。

这项竞赛旨在促使机器人在2050年超越人类世界杯的顶尖球队,由此研发的技术未来可迁移至体育之外的行业。主办方设立了多种比赛项目,涵盖微型机器人、重型机器人、仿生人型机器人乃至虚拟机器人,意图融合各类型机器人的技术,组建一支全能的机器人战队,这支队伍最终有望在人类与机器的对抗中取得胜利。

当有损坏的机器人被更换或移除,或者裁判不同意取消比赛中某个机器人犯规行为的情况下,所有比赛类型在启动后都不再容许任何人介入。

中型机器人竞赛,即“R2-D2联赛”,跟实际足球比赛很像,它们会在18米长的场地比拼。参赛机器出自伊朗加兹温省开放大学之手,外形如同浮标,移动速度可达到22千米每小时。

这些机器人采用多种踢球方式来完成传球和射门的动作,它们借助无线网络来沟通彼此所在的坐标位置,然而,最令人赞叹的比赛是“标准平台”这个项目,所有参赛选手都使用由法国机器人公司制造的同款小型人形机器人。

5 历届状况

1997年

1997年8月23日到29日,首场赛事与相关会议在日本爱知县举行。

首个赛事包含三项竞赛:微型机械人竞技、中型机械人竞技以及虚拟机竞赛,总计有四十余支队伍参与其中。其中,参与虚拟机竞赛的队伍达三十二支,它们分别来自欧洲八支、北美八支、大洋洲两支以及日本十四支。四支队伍参与了微型机器人竞赛活动,分别是CMU(USA)、Paris-VI、of (Spain)以及Nara of and (Japan)。参赛的五个队伍分别是:ISI与USC来自美国,大阪代表日本,另一支美国队伍,还有RMIT,以及由Riken、东京大学和另一所日本大学组成的联合队伍。模拟竞赛的优胜者为德国高校的AT-战队,该队伍战胜了东京理工大学代表队。第二三位名次由ISI/USC和CMU取得。小型组比赛的冠军归属于CMU,他们以三比零的战绩战胜了日本奈良大学的队伍。中型组比赛的冠名由ISI/USC和大阪大学共同获得,原因是两支队伍在两次对决中均以零比零和二比二战平。同时还颁发工程挑战奖和科学挑战奖。

2006年

中国进步

2006年,中国科技大学队组建,成员包括范长杰、吴锋等七名在校生,于6月14日至18日参加了德国第十届机器人世界杯足球赛,在该赛事中斩获一项冠军、一项亚军及一项第五名,这一成绩是中国自2000年派队参与机器人世界杯赛至今所取得的最佳战绩,该届赛事吸引了全球两百多所大学参与,进行了七个大项的比赛角逐。

2010年

中国夺冠

二零一零年六月,北京信息科技大学一支由在校大学生构成的运动队,在新加坡举办的中型机器人足球世界锦标赛中,击败了由博士生、硕士生和本科生联合组成的上届冠军荷兰爱因霍夫理工大学队,赢得了冠军头衔,为祖国增光添彩,并且在二零一一年再度成功夺冠。

2013年

2013年6月24日到6月30日,于荷兰埃因霍温举行了第17届机器人世界杯中型组赛事,中国北京信息科技大学机器人足球队“Water”参赛,先后经历了三轮小组赛和四强淘汰赛,总共参加了十三场比赛,过程十分激烈,最终在决赛中依靠加时赛以3:2的比分击败了卫冕冠军兼东道主荷兰埃因霍温理工大学队,再次捧起“世界杯”奖杯,达成了四届比赛三次夺冠的辉煌成就。

2013年中国队情况

2013年赛事吸引了大约四十个国家和地区的两千五百名参赛者,他们分别来自美国、德国、巴西、西班牙、意大利、中国等地方,在机器人足球、机器人搜救、机器人家居服务、机器人技能展示等不同项目中展开角逐。

中国队共获得三项世界杯冠军:

北京信息科技大学机器人足球队“Water”队夺得中型组冠军

浙江大学队夺得小型组夺冠

南京邮电大学夺得3D仿真组冠军

2017年

2014年7月7日,日本名古屋市长河村隆之在当日举行的记者活动上表明,有意争取举办2017年机器人世界杯足球赛,相关决定有望在2015年夏天于泰国举办的国际委员会会议上最终确定。

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