智能足球机器人系统第7章智能小型足球机器人系统的仿真研究平台

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1、2021/9/201第7章智能小型足球机器人系统的仿真研究平台陈万米张冰朱明等上海大学大学生科技创新实验中心上海,200072,wanmic@163.com2009.8第一部分智能小型足球机器人系统目录2021/9/2027.1路径规划仿真平台7.2利用OpenGL构建3D智能足球机器人系统仿真平台7.3碰撞检测7.4机器人运动建模7.5交互式设计7.6仿真平台应用7.73D仿真平台演示7.1路径规划仿真平台2021/9/203平台的搭建VC++6.0开发环境判断鼠标点选位置：设置控制模式（自由模式、防守模式、队

2、列模式）、选定机器人、设置跑位点信息显示仿真平台运行机制2021/9/204多机器人队形防守2021/9/205防守队形函数encircle()encircle(vectorpTarget,vectorpHold,booldoor)vector:仿真平台定义的矢量类pTarget:防守对象pHold:需要保护对象的原点方向，即防守队形的中线door:边界控制标志防守对象3号机器人距离己方球门较近时2021/9/206encircle(己方球门线中点,VectorPlayer[3]._Pos,true)4号机器人为

3、守门员，0、1、2号机器人参与防守，3号机器人为防守对象（假想敌）。各机器人的运动轨迹分别用不同的色线表示。0-2号3个机器人以己方球门为圆心形成扇形队形，并根据防守对象（3号机器人）做扇形位移防守对象3号机器人距离己方球门有一定距离2021/9/207encircle(VectorPlayer[3]._Pos,己方球门线中点,false)当距离己方球门较远时，0-2号3个机器人以3号机器人为圆心形成扇形队形防守对象3号机器人距离己方球门已经较远2021/9/208encircle(VectorPlayer[3]

4、._Pos,己方球门线中点,false)当距离己方球门更远一些时，1号机器人战术后撤，0、2号机器人仍以3号机器人为圆心作扇形防守多机器人圆形队列算法2021/9/209谭民《多机器人系统》算法分为三步实现基本跑位：BasicRun()、多边形边长调节：AngleAdjust()多边形内角调节：DistanceAdjust()步骤的跳转控制定义机器人当前位置与其目标点之间的距离控制可容误差实现切换圆形队列算法演示2021/9/2010从仿真平台到决策子系统2021/9/2011仿真平台是封闭运行的，决策子系统的信

5、息渠道不是封闭的，它是整个智能机器人足球系统的一个环节决策子系统接受的信息来自于视觉子系统在系统的开始部分，决策子系统主机通过WindowsSockets获取视觉子系统主机提供的场上信息决策子系统计算出的控制指令通过计算机的com口发送给机器人决策子系统中，控制指令作为决策计算部分和com通信部分的公共数据决策子系统每一周期对公共数据池中的控制指令作更新com通信部分每一周期从公共数据池中读取控制指令发送给机器人7.2利用OpenGL构建3D智能足球机器人系统仿真平台2021/9/2012OpenGL技术Open

6、GL的特点：硬件无关性建模方便出色的编程特性OpenGL在Windows环境下的工作过程仿真平台3D建模2021/9/2013薄板型长方六面体：球门挡板，比赛场地长圆柱体：球门柱，机器人球体：比赛用球7.3碰撞检测2021/9/2014碰撞检测碰撞检测的目的是及时检测到碰撞并报告碰撞响应碰撞发生后，根据碰撞点和其他参数使发生碰撞的对象做出正确的动作，更新绘制结果按时间域角度分类静态碰撞检测算法离散碰撞检测算法连续碰撞检测算法按空间域角度分类基于实体空间的碰撞检测算法基于图像空间的碰撞检测算法碰撞检测在仿真平台中的

7、应用2021/9/2015F180_Simu仿真平台规则几何图形建模，结构简单虚拟场景内的物体处于高速运动状态，在连续的时间点上都需进行碰撞检测计算仿真平台利用射线追踪算法进行碰撞检测和碰撞响应计算碰撞检测单元质点与平面的碰撞检测算法球与场地、球与球门板、球与机器人顶部的碰撞检测质点与圆柱面的碰撞检测算法球与球门柱、球与机器人侧面的碰撞检测运动的质点与平面的碰撞检测2021/9/2016通过一点及一条经过该点且垂直于该平面的法线就定义了一个平面：平面上的一个点：平面的法线：坐标系的原点到法线平面的距离质点运动矢量

8、方程2021/9/2017定义质点运动矢量方程将质点的运动视为一条由矢量描述的光线，包含：一个起点（质点的当前位置），一个描述光线通过方向的矢量（质点的运动方向）t=0时为起始点位置，t为其它值时获得光线所经路线上的其他相应位置如果一条光线与一个平面相交，那么光线上必定有点满足平面公式计算得t将t代入即可求出撞击点特殊情况d=0:光线和平面是平行的，不会有撞击点t<0:撞