Sensorização e percepção de multi-agentes robóticos jogadores de futebol Departamento de...
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Sensorização e percepção demulti-agentes robóticos
jogadores de futebol
Departamento de Electrónica Industrial
Escola de Engenharia, Universidade do Minho,Guimarães, PORTUGAL
•RoboCup e suas modalidades•Regras•Robôs da Universidade do Minho•Descrição mecânica e informática•Estratégia•Software•Demonstrações
Índice
Iniciativa RoboCup
http://www.robocup.org
Até ao ano 2050, construir uma equipa de robôs futebolistas autónomos (humanóides), capaz de ganhar à equipa campeã do mundo de humanos.
•1993 - Ideia, Objectivos, regras iniciaisdesenvolver uma equipa de robôs futebolistas que joguem tão bem
como os humanos.
Edições•1997 - Nagoya, Japão•1998 - Paris, França•1999 - Estocolmo, Suécia•2000 - Amsterdão, Holanda (Europeu)•2000 - Sydney, Austrália•2001 - Seattle, EUA•2002 - Fukuoka, Japão•2003 - Pádua, Itália•2004 - Portugal
Historial
•Robôs médios•Robôs pequenos•Cães da Sony•Humanóides•Júnior (Futebol e dança)•Simulação
•Salvamentos•Simulação de Salvamentos
Modalidades de Futebol no RoboCup
80 cm
50 cm
80 Kg
Modalidade / Robôs médios
Modalidade / Robôs pequenos
Modalidade / Cães da Sony
Modalidade / Robôs Humanóides
Modalidade / Júnior
Modalidade / Simulação
• Regras idênticas às do futebol humano, com adaptações
• Campo - 12 x 8 m• Cada equipa – 4-6 robôs (um guarda redes)• O jogo é feito numa base de cores• Robôs PRETOS, com uma marca colorida
Regras• Cilindros no canto com sequência de 3 cores• Duração do jogo - 2 x 10 minutos, (15 min
intervalo)• Robôs completamente autónomos, não devem
colidir com os adversários e devem marcar o maior número de golos
Baliza A
Baliza B
Equipa A
Equipa B
Robôs
Equipa MINHO
•Surgiu em 1998•Alunos do DEI•Extra-curricular•Patrocínios•Completamente
desenvolvido in-house•Participações
Solução Mecânica / Robô completo
Solução Mecânica / Motorização
Rodas Rodas omnidireccionaisomnidireccionais
Solução Mecânica / Motorização
DireccaodaDireccaoRovelocidadeF nn cos DireccaovelocidadeFA 30cos
DireccaovelocidadeFB 150cos
DireccaovelocidadeFC 270cos
Solução Mecânica / Controlo da Bola
Chuto magnético / Força -> Energia
Solução Mecânica / Chuto
COMPUTADOR
Motherboard: VIA EPIA M 933 mini-itxMicroprocessador: Baixo consumo (VIA C3 933MHz)RAM: 256MB (266MHz velocidade)Disco: FLASH 256Mb1 Slot PCI expansível a 2 (placa captura + placa rede)Rede sem fios: ACX100, IEEE 802.11b, 11MbpsMemória não volátil: 256Mb IDE memoria flashFonte de Alimentação: 50W ATX 12V
1 Bateria 12V / 7Ah para o PC
3 Baterias 12V / 7Ah para motores/chuto/electrónica
Ambiente programação
•Linux Mandrake 9•Linguagem C (compilador gcc)•LIB: vga, m, pthread, msock•svgalib / memória linear•Software escrito por nós (≈3000 linhas)•Cerca de 14 fps (50 sem processamento)
Sistema de Software
CONFIG.geral
geometrias.c
CONFIG.font
CONFIG.rede
Livrarias BásicasCONFIG.hardware Hardware.c
Aplicações - Nível 1
Video.c
CONFIG.cores Cores.c
CONFIG.sensores Sensores.c
CONFIG.jogo Jogo.c
Monitor.c
Aplicações - Nível 2 Aplicações - Nível 3
CONFIG.hardware HardwareSimples.c
geral.c
font.c
rede.c
filtros.c
Sistema de visão
Espelho Esférico
Câmara analógica
Imagem vista pela câmara
Sistema de visão
Visão
)180cos(
)180sin(
0
0
radiusyy
radiusxx
if
ifXi0, Yi0 - coordenadas do centro da imagemα - angulo do pixel / eixo centralradius - distancia do pixel ao centro da imagemXf, Yf - coordenadas Cartesianas finais
Visão / filtros
Visão
Estratégia / Atacante
direccao=(K1*((bolax-balizax)/90)*(distancia*K2));velocidade=75.0+(110.0-bolay)*(1.0+abs((bolax-balizax)/180.0));
Robo sempre de frente para a bola (vel. Angular)
Visão / Jogo
Estratégia / Guarda-Redes
direccao_Y=((POSY_GR-dist_baliza)/(20/RAPIDEZ));direccao_X=(media_esq-media_dir)*(2*RAPIDEZ);
velocidade=(abs(direccao_X)+abs(direccao_Y))/2
SEM BOLA
direccao_Y=((POSY_GR-dist_baliza)/4);
COM BOLA
direccao_X=((bolax-180)*4);
direccao=180-(atan2(-direccao_X, direccao_Y);
Estratégia / Defesa
Idêntico ao guarda-redes
1 Guarda-redes1 Defesa2 Atacantes
(nesta ordem…)
Estratégia / Equipa completa
Rede TCP/IP (sem fios)
Monitor
Equipa - Comunicação
Monitor
Monitor
Hardware
Localização
Triangulaçãolargu
ra
comprimento
Distancia AzulDistancia Amarela
Vídeo (Trailer)
• Projecto não apenas de investigação mas de ensino• Objectivos são científicos• Área Multi-disciplinar (informática, electrónica, mecânica)• Cooperação• Sistema de Visão é muito importante• Distorção da imagem (espelho) não é problema• Fiabilidade do Hardware• Beleza do jogo é importante• Optimização do software é MUITO importante
Conclusões
Sensorização e percepção demulti-agentes robóticos
jogadores de futebol
Departamento de Electrónica Industrial
Escola de Engenharia, Universidade do Minho,Guimarães, PORTUGAL