Sensorização e percepção de multi-agentes robóticos jogadores de futebol Departamento de Electrónica Industrial Escola de Engenharia, Universidade do Minho, Guimarães, PORTUGAL
Índice • • Robo. Cup e suas modalidades Regras Robôs da Universidade do Minho Descrição mecânica e informática Estratégia Software Demonstrações
Iniciativa Robo. Cup Até ao ano 2050, construir uma equipa de robôs futebolistas autónomos (humanóides), capaz de ganhar à equipa campeã do mundo de humanos. http: //www. robocup. org
Historial • 1993 - Ideia, Objectivos, regras iniciais desenvolver 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
Modalidades de Futebol no Robo. Cup • • • Robôs médios Robôs pequenos Cães da Sony Humanóides Júnior (Futebol e dança) Simulação • Salvamentos • Simulação de Salvamentos
Modalidade / Robôs médios 80 Kg 80 cm 50 cm
Modalidade / Robôs pequenos
Modalidade / Cães da Sony
Modalidade / Robôs Humanóides
Modalidade / Júnior
Modalidade / Simulação
Regras • 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 • 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 omnidireccionais
Solução Mecânica / Motorização
Solução Mecânica / Controlo da Bola
Chuto magnético / Força -> Energia
Solução Mecânica / Chuto
COMPUTADOR 1 Bateria 12 V / 7 Ah para o PC 3 Baterias 12 V / 7 Ah para motores/chuto/electrónica Motherboard: VIA EPIA M 933 mini-itx Microprocessador: Baixo consumo (VIA C 3 933 MHz) RAM: 256 MB (266 MHz velocidade) Disco: FLASH 256 Mb 1 Slot PCI expansível a 2 (placa captura + placa rede) Rede sem fios: ACX 100, IEEE 802. 11 b, 11 Mbps Memória não volátil: 256 Mb IDE memoria flash Fonte de Alimentação: 50 W ATX 12 V
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 Livrarias Básicas CONFIG. geral. c CONFIG. font. c CONFIG. rede Aplicações - Nível 1 rede. c CONFIG. hardware Hardware. c Hardware. Simples. c filtros. c geometrias. c Aplicações - Nível 2 Video. c CONFIG. cores Cores. c CONFIG. sensores Sensores. c Aplicações - Nível 3 CONFIG. jogo Jogo. c Monitor. c
Sistema de visão Espelho Esférico Câmara analógica Imagem vista pela câmara
Sistema de visão
Visão Xi 0, Yi 0 α radius Xf, Yf - coordenadas do centro da imagem - angulo do pixel / eixo central - distancia do pixel ao centro da imagem - coordenadas Cartesianas finais
Visão / filtros
Visão
Estratégia / Atacante Robo sempre de frente para a bola (vel. Angular) direccao=(K 1*((bolax-balizax)/90)*(distancia*K 2)); velocidade=75. 0+(110. 0 -bolay)*(1. 0+abs((bolax-balizax)/180. 0));
Visão / Jogo
Estratégia / Guarda-Redes COM BOLA direccao_X=((bolax-180)*4); direccao_Y=((POSY_GR-dist_baliza)/4); direccao=180 -(atan 2(-direccao_X, direccao_Y); SEM BOLA direccao_Y=((POSY_GR-dist_baliza)/(20/RAPIDEZ)); direccao_X=(media_esq-media_dir)*(2*RAPIDEZ); velocidade=(abs(direccao_X)+abs(direccao_Y))/2
Estratégia / Defesa Idêntico ao guarda-redes
Estratégia / Equipa completa 1 Guarda-redes 1 Defesa 2 Atacantes (nesta ordem…)
Equipa - Comunicação Rede TCP/IP (sem fios) Monitor
Monitor
Monitor
Hardware
Localização largura Di sta nc ia Az ul la mare A ancia Dist comprimento Triangulação
Vídeo (Trailer)
Conclusões • • • 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
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