《机器人全课程》PPT课件.ppt

封面欢迎词大纲介绍0. 0. 概述概述0.1 0.1 实物半自主足球机器人实物半自主足球机器人0.2 0.2 仿真机器人足球比赛仿真机器人足球比赛0.3 0.3 仿真比赛的特点仿真比赛的特点l仿真实物半自主机器人足球比赛；l所有的硬件设备均由计算机模拟实现；l简化比赛系统复杂度，减少硬件需求 ；l可控性好、无破坏性、可重复使用，不受硬件条件和场地环境的限制；l研究人工智能的绝佳平台；0.4 0.4 仿真比赛开发基础仿真比赛开发基础l对c语言有一定的了解；l对vc开发环境比较熟悉；l有创造性思维和充分的想象力；l有克服困难的能力；1. 1. 仿真平台使用介绍仿真平台使用介绍1.1 1.1 演示一场比赛演示一场比赛VSVS武汉工程大学代表队武汉工程大学代表队千人工程代表队千人工程代表队黄队黄队蓝队蓝队1.2 MLS1.2 MLS平台平台开发者：开发者：澳大利亚的Dr. Jun Jo领导的Griffith大学信息技术学院RSS开发小组1.3 1.3 机器人的编号机器人的编号home1home1home2home2home3home3home4home4opp1opp1opp2opp2opp3opp3opp4opp4opp0opp0home0home0HomeHome代表代表己方机器人己方机器人 Opp Opp 代表代表对方机器人对方机器人箭头所指的箭头所指的方向为机器方向为机器人当前的正人当前的正方向方向1.4 1.4 机器人的辨认机器人的辨认0 0号一般是号一般是守门员守门员，用大红色表示；，用大红色表示；1 1号用紫色表示，号用紫色表示，2 2号用紫红色表示；号用紫红色表示；3 3号用绿色表示，号用绿色表示，4 4号用蓝绿色表示；号用蓝绿色表示；每方队员有五名，分别用不同的颜色来标每方队员有五名，分别用不同的颜色来标示，中间是代表队伍的颜色，在左下角是示，中间是代表队伍的颜色，在左下角是区分不同队员的标识：区分不同队员的标识：1.5 1.5 鼠标和键盘操作鼠标和键盘操作鼠标：鼠标： 在比赛开始前或比赛暂停时，在比赛开始前或比赛暂停时，可以用鼠标拖动球可以用鼠标拖动球或机器人到场地的任何位置。

或机器人到场地的任何位置键盘：键盘： 在比赛开始前或比赛暂停时，当鼠标点击某一个在比赛开始前或比赛暂停时，当鼠标点击某一个机器人后机器人后可以用可以用或或键来键来调整该机器人的角度调整该机器人的角度1.6 MLS1.6 MLS平台系统特点平台系统特点机器人模型：机器人模型： Yujin Yujin机器人的物理模型机器人的物理模型模拟精确：模拟精确： 碰撞检测完全，碰撞处理准确仿真极为真实碰撞检测完全，碰撞处理准确仿真极为真实 （采用商业游戏引擎公司（采用商业游戏引擎公司HavokHavok的碰撞处理引擎的碰撞处理引擎 作品作品 帝国时代、帝国时代、CSCS等）系统界面：系统界面： 3 3维（采用维（采用DirectorDirector设计界面，设计界面，3D Max3D Max建模）1.7 MLS1.7 MLS平台系统需求平台系统需求lWindows98Windows98或以上版本的操作系统；或以上版本的操作系统；l或以上版本；或以上版本；硬件需求：硬件需求：lPentium III 600 MHzPentium III 600 MHz或与其性能相当的或与其性能相当的CPUCPU；l256M256M系统内存；系统内存；l具有具有32M32M显存的显存的TNT2TNT2或其以上级别的显示卡；或其以上级别的显示卡；l至少可以实现至少可以实现800600800600分辨率的显示器；分辨率的显示器；软件需求：软件需求：软件开发环境软件开发环境LingoLingoMicrosoft Visual CMicrosoft Visual CMicrosoft Visual CMicrosoft Visual C.NET 2003.NET 2003 1.9 MLS1.9 MLS平台模板程序平台模板程序 平台提供了基本的策略开发框架平台提供了基本的策略开发框架, ,见安装目录见安装目录下的下的Strategy SourceStrategy Source目录目录 如如:C:Program :C:Program FilesRobot Soccer v1.5aStrategy Source)FilesRobot Soccer v1.5aStrategy Source)。

其模板程序为其模板程序为DLLDLL动态联接库动态联接库2.2.仿真平台与策略程序仿真平台与策略程序的关系的关系2.1 2.1 什么是策略程序？什么是策略程序？l定义：策略程序就是自己编写的能够使仿真平定义：策略程序就是自己编写的能够使仿真平台中机器人按照预定方式运动的程序台中机器人按照预定方式运动的程序l通俗的来说，就是能够打比赛的程序通俗的来说，就是能够打比赛的程序2.2 2.2 仿真平台与策略程序的通讯方式仿真平台与策略程序的通讯方式策略程序接受数据策略程序接受数据策略程序发送数据策略程序发送数据MLSMLS平台平台MLSMLS策略程策略程序序策略程序将接受的策略程序将接受的数据进行处理数据进行处理 场地信息介绍场地信息介绍() ()() ()() ()() ()( (0,00,0) )( (单单位位: :英英寸寸) )说明：说明：说明：说明：1 1 1 1英寸厘米英寸厘米英寸厘米英寸厘米 场地的各种标志及尺寸场地的各种标志及尺寸( (单单位位: :厘厘米米) )前前约约球球机器人机器人约约(0.0 (0.0 ,0.0),0.0)X XY Y转角方向转角方向 0 0 球与车的长度尺寸球与车的长度尺寸( (单单位位: :厘厘米米) )策略程序每个周期策略程序每个周期接受接受的数据的数据仿真平台传递给策略程序的数据仿真平台传递给策略程序的数据: :l己方、对方机器人坐标、角度（当前周期，上一己方、对方机器人坐标、角度（当前周期，上一周期）。

周期）l球的坐标（当前周期，上一周期）球的坐标（当前周期，上一周期）l场地数据场地数据l控球方 策略程序每个周期策略程序每个周期发送发送的数据的数据策略程序发送给仿真平台的数据策略程序发送给仿真平台的数据: :l己方（己方（homeihomei）每个机器人的左轮速）每个机器人的左轮速（vl vl）和右轮速（）和右轮速（vrvr）注注： 当前发送的数据要到下一周期才能执行当前发送的数据要到下一周期才能执行4. 4. 动作函数及演示动作函数及演示 Velocity Velocity动作函数动作函数 该动作可以给机器人自由的发轮速（在该程序该动作可以给机器人自由的发轮速（在该程序中可以简单的认为轮速就是机器人的推进力）中可以简单的认为轮速就是机器人的推进力） 小车发轮树被限制为小车发轮树被限制为 125 125 125125 之间 / /形参形参robot robot 指定小车号指定小车号 / /形参形参vl vl 左轮速左轮速 vr vr 右轮速右轮速void Velocity ( Robot *robot, int vl, int vr );void Velocity ( Robot *robot, int vl, int vr ); 机器人的运动控制机器人的运动控制左轮速左轮速vl vl右轮速右轮速vrvr注注： vl vr vl vr 机器人顺时针旋转机器人顺时针旋转 vl vr vl home2, 20, 20);Velocity(&env-home2, 20, 20); / /让让1 1号机器人左轮子都以号机器人左轮子都以-20-20的轮速后退的轮速后退Velocity(&env- home1, -20, -20);Velocity(&env- home1, -20, -20); / /给给3 3号机器人左轮发号机器人左轮发100, 100, 右轮发右轮发2020Velocity(&env- home3, 100, 20);Velocity(&env- home3, 100, 20); Angle Angle动作函数动作函数 该动作可以让机器人转到指定的任意角度。

该动作可以让机器人转到指定的任意角度 并做直线运动并做直线运动 / /形参形参robot robot 指定小车号指定小车号 / /形参形参desired_angledesired_angle为转角度数为转角度数void Angle ( Robot *robot, int desired_angle); ; 机器人的转角控制机器人的转角控制30度左轮速左轮速vl vl右轮速右轮速vrvr- 180度度+180度度-60度左轮速左轮速vl vl右轮速右轮速vrvr当角度为负时，当角度为负时，机器人反向运动机器人反向运动 Angle Angle例子例子void NormalAngle( Environment* env)void NormalAngle( Environment* env) / /让让1 1号机器人转到号机器人转到3030度角度角Angle(&env-home1, 30);Angle(&env-home1, 30); / /让让3 3号机器人转到号机器人转到-60-60度角度角Angle(&env-home3, -60);Angle(&env-home3, -60); Position Position动作函数动作函数 该动作可以让机器人跑到场地上指定的任何地点。

该动作可以让机器人跑到场地上指定的任何地点 / /形参形参robot robot 指定小车号指定小车号 / /形参形参 x x 目标位置目标位置X X坐标坐标 y y 目标位置目标位置Y Y坐标坐标void Position( Robot *robot, double x, double y );void Position( Robot *robot, double x, double y ); 机器人的指定点运动机器人的指定点运动？度度左轮速左轮速vl vl右轮速右轮速vrvr球位置球位置2 2球位置球位置1 1Position Position Position Position 函数函数函数函数 根据目标位置可进行转角的控制根据目标位置可进行转角的控制 Position Position例子例子void NormalPosition( Environment* env )void NormalPosition( Environment* env ) / /让让2 2号机器人追着球跑号机器人追着球跑Position( &env-home2, Position( &env-home2, env-, , env-); );/ /让让2 2号机器人跑到场地中心号机器人跑到场地中心double x = ( env- + env- ) / 2;double x = ( env- + env- ) / 2;double y = ( env- + env- ) / 2;double y = ( env- + env- ) / 2;Position(&env-home2, x, y);Position(&env-home2, x, y); 三个动作函数组合使用的例子三个动作函数组合使用的例子void Normal( Environment* env )void Normal( Environment* env ) Position(&env-home0, Position(&env-home0, env- + 10, env- + 10, env-); env-); / /让让0 0号机器人在球门附近跟着球的号机器人在球门附近跟着球的y y坐标跑坐标跑Velocity(&env-home1, 10 , 70 ); Velocity(&env-home1, 10 , 70 ); / /让让1 1号机器人逆时针转圈号机器人逆时针转圈Po。