机器人大赛比赛规则的解读及总体方案的拟定

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net ·电气技术与自动化 · 刘复飞 ,等 ·机器人大赛比赛规则的解读及总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的拟定 http: ∥ZZHD. chinajournal. net. cn　E2mail: ZZHD@ chainajournal. net. cn《机械制造与自动化》作者简介 :刘复飞 (1979—　) ,男 ,江西永新人 ,江西理工大学硕士研究生 ,研究方向为智能机器人。 机器人大赛比赛规则的解读及总体方案的拟定 刘复飞 ,刘祚时 ,胡发焕 (江西理工大学 ,江西 赣州 341000) 摘 　要 :自 2002年以来每年一届的 CCTV机器人大赛吸引了越来越多的高校积极参与 ,而根据 大赛主题和规则进行总体规划则是所有工作的先导 ,讨论了两种方案的利弊和选择原则 ,实践 证明是可行的。 关键词 :机器人大赛 ;主题 ;规则 ;方案 中图分类号 : TP242　　文献标识码 : B　　文章编号 : 167125276 (2009) 0120162202 Ana lysis of the Rules of the 7 th of CCTV Robot Con test and the M ak ing of Genera lM a tch Schem e L IU Fu2fei, L IU Zuo2shi, HU Fa2huan (J ia ngxiU n ive rs ity o f Sc ie nce and Techno lo gy, Ga nzho u 341000, C h ina ) Abstract: The annua l CCTV ro bo t co n te s t from 2002 ha s is d raw ing m o re and m o re a tten tio n and p a rtic ip a tio n from m any un ive rs itie s and co llege s. Abo ve a ll, ba sed on the co n te s tpis them e and ru le s the gene ra l schem e is the p rep a ra to ry wo rk fo r a ll job s. Th is p ape r d iscu s s two schem e abou t the ir advan tage s and d isadvan tage s and the se lec ting p rinc ip le s. It is fea s ib le in p rac tice. Key words: robo t co n te s t; them e; ru le s; schem e 0　前言 第七届 CCTV机器人 (以下简称为本届 )大赛主题源 于印度 Krishna王的神话和印度北方一年一度的酸奶罐庆 典。生来就是王子的 Krishna在一个放牛的人家长大 ,人 们常常称他为“牛郎 ”( govinda)。孩提时代 ,他常和他的 同伴去厨房搜寻牛奶、黄油及奶酪。他们还常常逗弄头顶 盛有水、牛奶、黄油或奶酪的陶罐的少女们。印度农村习 惯上将装有奶酪、黄油和牛奶的陶罐高悬于屋梁 ,以防猫 偷食。白天 ,男人们在农田里忙碌 ,妇女们也忙于户外琐 事 ,调皮和爱冒险的“牛郎 ”就会和他的那帮朋友搭成人 梯够到这些罐子并享用里面的美味。酸奶罐庆典期间 ,装 满牛奶、酸奶、黄油、蜂蜜、水果和硬币的大陶罐会被吊在 61096～121196 m高处。年轻人和“牛郎 ”们站立在别人 肩上搭成人梯。当人梯足够高时 ,顶上的人就够得着陶 罐 ,打破陶罐取走里面的东西和吊罐的绳子上系着的写着 金额的字条。这笔奖金将分发给所有搭人梯的人。 1　大赛规则的解读 1. 1　场地说明 如图 1所示 ,本届机器人的比赛场地与上一届机器人 比赛场地有了明显的不同。形状上是长方形而不是正多 边形 ,白线所构成的网络是规则的正方形而不是不规则的 多边形 ,所以形式上简单了许多。但比赛场地的简单没有 带来得分设置的的简单 ,本届机器人大赛更多的是侧重机 器人与机器人之间的配合。因为由于对机器人 尺寸 手机海报尺寸公章尺寸朋友圈海报尺寸停车场尺寸印章尺寸 的限 制 ,机器人不可能单独得到所有的分 ,也就是说本届的机 器人比赛必须要机器人与机器人之间的配合才可能登顶。 中央塔柱黄色黄油的顶端距离地面的距离达 1 500 mm, 因此必须两台机器人配合得分 ,这就对机器人之间的通信 联络和配合的连接机构提出了更高的要求和更大的挑战。 图 1　场地说明 1. 2　比赛概要和目标 红队和蓝队操作手动机器人和自动机器人试图够着 放在高处的黄油碗并将黄油块拿走。有的机器人也试图 “偷取 ”由少女拿着的盛有奶酪球的陶罐。从放在高处的 瓷碗中拿走黄油就可得分。把陶罐和 /或奶酪球移至篮筐 中也可以得分。从瓷碗中直接抓取 3块黄油并将它们举 到空中的队将成为“牛郎 ”(胜利者 ) ,比赛结束。如果没 有成为“牛郎 ”的队 ,在规定的 3 m in比赛时间内得分多的 队获胜。 ·261· © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net ·电气技术与自动化 · 刘复飞 ,等 ·机器人大赛比赛规则的解读及总体方案的拟定 M achine Building A utomation, Feb 2009, 38 ( 1 ) : 162～163 1. 3　比赛规则和要点 a) 竣工条件 :从瓷碗中直接抓起 3块黄油并将它们 举在空中的队将成为“牛郎 ”(胜利者 ) ,比赛立即结束。 b) 计分规则如下 :机器人抓起并举起中间黄油块得 12分 ;自动机器人抓起并举起侧边白油块得 6分 ;篮筐中 有顶部带奶酪球的陶罐得 3分 ;篮筐中有陶罐得 1分 ;篮 筐中有奶酪球得 1分。 c) 获胜方 :首先竣工的一方获胜 ;若两队均未达成竣 工 ,则得分多的一方获胜。 d) 手动机器人 :手动机器人只能在手动区、篮筐正上 方及少女周围的灰色方形区上方运行 ;禁止手动机器人直 接或间接地移动对方在自主区的木块 ,只有在己方公共区 才可以接触己方的自动机器人。 e) 自动机器人 :自动机器人可以进入自主区、灰色方 形区、本队的公共区、篮框区及它们的上方。自动机器人 不能进入手动区 (篮框除外 )、对方公共区及它们的上方。 f) 机器人组成 :每队可有 1个手动机器人和少于等 于 3个自动机器人组成。自动机器人不能分离 ,两台自动 机器人在启动区不能接触。 g) 比赛时间 : 3 m in,若达成竣工条件 ,则比赛提前 结束。 2　大赛总体方案的拟定 由于对机器人数目的限制 ,本届自动机器人的任务比 较重 ,很难实现 3块黄油全部取得从而达到登顶成功 ,因 此一般的方案就是如何争取中央塔柱的黄色黄油问题了。 本届自动机器人的行走路线和动作机构都具有不确定性 , 因此机器人的设计和制作会有很大的想象和发挥空间。 通过对比赛规则和往届比赛视频进行研讨分析 ,经过 几次讨论 ,初步达成了共识 ,拟定了本次参赛方案 ,即保守 方案和进攻方案。保守方案是以最快的速度得分 ,然后转 而采取一定的防守干扰的方案 ,而进攻方案则是主动出 击 ,以一台干扰机器人快速干扰对方得分 ,再假以一定的 得分能力的方案 .两种方案针对的对手各有所侧重 ,但最 后上场的只是其中的一种。 a) 保守方案 (图 2) :一台手动机器人 ,一台以得分为 主兼干扰的自动机器人 ,两台配合得分自动机器人。 b) 进攻方案 (图 3) :一台手动机器人 ,一台以干扰为 主得分为辅的自动机器人 ,两台配合得分自动机器人。 对两套方案比较与分析 :保守方案的特点是以得分求 稳为主 , 3台自动机器人功能类似 ,均具备较强得分能力 , 其中一台机器人在取得最近的一个白色黄油后 ,以最快的 速度到离自己更近的那个对方篮筐进行干扰 ,如果对方还 没有放置陶罐和奶油 ,则用自身机构占据对方篮筐区的上 空 ,不让对方放置陶罐和奶油得分 ;如果对方已经放置了 陶罐和奶油 ,则用自身机构提起陶罐和奶油 ,阻止对方得 分。进攻方案属于主动出击型方案 ,两台自动机器人具备 干扰及反干扰能力 ,另外一台是干扰机器人 ,以最快的速 度冲到离对方近的白色黄油塔柱 ,释放干扰机构起到阻止 对方获得黄色黄油 ,并且干扰机器人还能利用自身的得分 图 2　保守方案 图 3　进攻方案 机构尽可能的抓白色黄油得分。总的来说 ,两种方案都有 各自的优缺点 ,最后我们拟订采用进攻方案。 3　小结 基于八届大学生机器人比赛主题和规则的解读提出 了大赛的总体方案。经过大赛实践证明是行之有效的 ,在 本次机器人大赛中取得了前八强的好成绩。 参考文献 : [ 1 ] 宗光华 ,等. 机器人的创意设计与实践 [M ]. 北京 :北京航空 航天大学出版社 , 2004. [ 2 ] Fred G Martin. 机器人探索 2 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 实践指南 [M ]. 刘荣 ,等 译. 北京 :电子工业出版社 , 2004. [ 3 ] 刘祚时 ,胡发焕 ,李俊荣. 手动机器人的机械与电气研制 [M ]. 南昌 :江西理工大学出版社 , 2008. 收稿日期 : 2008208214 ·361·