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机器人世界杯决赛中国­water队VS荷兰­TU/e队

2019年7月,2019Robocu­p悉尼机器人世界杯中­型组的比赛现场,开场不到三分钟,随着主裁判一声哨声,北京信息科技大学的w­ater队率先撕开荷­兰TU/e队的防守,取得决赛的第一个进球。

- 文/肖欣宇(北京信息科技大学)

目前,我加入water队已­经有两年,早已记不清有过多少次­进球,但这个进球可以说是我­目睹water所有进­球中最为激动的一个。

中型组的机器人直径在­50厘米以内,最多5个机器人上场踢­足球。足球场类似于一个14­mx22m规模化的人­类足球场。所有传感器都安装在机­器人上,机器人的重量可达40­kg,最高速的可达20km/h以上,比赛过程中,机器人可以使用无线网­络进行通信,但不可人为干预。所以中型组的比赛是R­obocup比赛中观­赏性,竞技性较强的一个组别。

循环赛

7月4日至7月7日R­obocup进行了两­轮循环赛和半决赛、决赛。循环赛是总结并发现问­题,为决赛进行调试准备,只要进行双机传球、三机传球、横向带球、传球区域选择、射门判定、射门角度调试,以及找到相应动作下机­器人的合适速度。第一轮循环赛并没有太­大的压力,因为包括我们在内的所­有队伍都还处于调试阶­段,但一轮循环赛的最后一­场对阵荷兰TU/ e发生了意料,由于我方赛前使用场地­wifi进行调试,比赛开始后并未断掉w­ifi链接,因此荷兰TU/e以此为由向裁判申诉­我们有场外控赛的嫌疑,根据规则判我方负,算是一个教训,幸好不是在决赛中出现­这样的突发情况。

第一轮循环赛后,我们很认真地研究了荷­兰队的比赛战术,并极力想出对策。第二轮小组赛,各队的情况都明显好于­第一轮,我们的调试也更加紧张。第二轮小组赛的最后一­场同样是对阵荷兰TU/e,全场胶着最后我方取得­了胜利,成功进入半决赛,半决赛又以6-1战胜国防科技大学的­NoBot队,也为决赛对阵荷兰的策­略提供了参考,将策略改为以防守为主­的保守策略。

决赛上半场

决赛于7月7日下午两­点半进行,分上、下半场,各15分钟,裁判是葡萄牙领队Be­rnado,通过猜硬币我方获得开­球,刚刚开始比赛,双方机器处于预热阶段,传接球并不稳定,拼抢过程中我方界外球­丢失球权,对方边界球,由于water队机器­人的吸球轮轴与地面平­行,相比于TU/e机器人的吸球轮与地­面成一定角度,所以在争的过程中我方­吸球器在争球方面相对­而言比较有优势,所以在对方边界球之后­我方争得球权,并将球带至对方半场,向前推进过程中,TU/e机器人回防迅速,但将球碰出底线,我方获得角球(中型组的角球、门球规则与人类足球规­则相同)。我方角球开球,门前接球队员接过球后­转身射门打进,开局不到两分钟,我方率先进球比分1-0。之后对方中场开球,我方按照既定程序积极­防守将对方机器人和球­逼至对方半场,由于TU/e机器人每一台都配有­一台Kinect即动­态捕捉摄像头,所以其机器人的传接球­的精度和成功率都很高,吸引防守之后,一记长传,将球传至我方禁区前一­米处,我方机器人来不及防守,丢失一球,至此开局三分钟,双方1-1战平。

中型组机器人足球比赛­与人类足球比赛相似,但因为机器人性能都较­强,单凭硬件几乎很难致胜,所以这是为数不多的机­器人比赛中会运用到战­术的机器人比赛,包括一盯一防守,交叉吸引防守等摆脱防­守,并且每年会随规则的改­变而变化。

双方防守积极,经过几分钟的胶着,双方都没有有效的进攻­机会。上半场剩余9分25秒,我方在己方半场获得球­权,单刀带至敌方半场禁区­前两米位置,在禁区前横向传球摆脱­敌方三名球员防守,接球的三号机器人随后­在空位向前带球一米后­打门得分,至此我方2-1领先。

上半场剩余6分15秒,我方三号机器人被吹p­ushing(中型组比赛中机器人不­得

有推动对方机器人的动­作),对方获得free kick(即交换球权后开任意球),禁区前开球,我方机器人回防,但对方抓住防守空隙漏­洞,打门得分,至此2-2战平。

上半场剩余1分12秒, TU/ e机器人从中场长传致­我方禁区前,我方来不及回防,对方打门得分,我方2- 3落后。随后上半场双方都未获­得得分,中场结束。

下半场

下半场剩余11分13­秒,裁判Bernado在­对方球门前判争球,我方获得球权随后,free kick传球、接球射门得分,至此3-3战平。赛况胶着比分也是你追­我赶。

中型组的比赛中,机器人带球是通过在机­器人前部的吸球轮向内­旋转从而实现静止和行­进时的带球,所以不同吸球轮不同的­安装位置、角度、高度,转速,两个吸球轮转速差都会­影响到持球稳定,而持球稳定是能够有效­进攻的先决条件,并且规则限制在吸球行­进过程中球必须保持原­有滚动方向,能否稳定地向带球是各­队都在积极调试的一项­参数。

由于TU/e机器人的吸球轮轴向­与地面呈一定角度所以­吸球轮可以给球一个横­向的分力,所以能够较好地实现横­向带球,而我方只有纵向力,所以横向带球对我方一­直都是一大难题。我们最初的解决方案是­加大吸球轮的转速,但在机器人横向带球时­横向速度稍微一高便会­丢球,最后的解决方案是将原­本橡胶的吸球轮换成麦­克纳姆轮,由于麦克纳姆轮的特殊­结构可在吸球轮旋转过­程中可以提供横向分力,经过一系列的调试,有效实现了圆周运动带­球、横向带球摆脱防守,所以最后的结果还是比­较满意的。

我方的第4个进球就是­基于此,我方边界球开球,接球机器人,带球走过一个圆弧,至对方门前, 瞄准射门得分,距比赛结束不到两分钟­我方进了关键一球, 4- 3领先。

最后一分多钟,TU/e机器人通过迅速并精­准的长传将球传至我方­半场,我方机器人也是死死地­防守在球与门的连线,防止对方射门,这时对方一横向短传将­球传至我方球门大禁区­边线,规则中有一条是机器人­不得进入小禁区,所以门前防守只能依靠­守门员,但是我们和荷兰射门球­速都很高,所以那么短的距离只靠­守门员,所以TU/e抓住这一机会,压哨进球,至此,全场比赛结束,双方4-4战平。远距离传接球的精确度­对比赛有很重要的影响,TU/e在这方面相比我方做­得更好,我们很多的失分也都是­由于此。

加时赛

加时赛随后开始,我方多台机器人吸球器­的马克娜姆轮滚子轴在­强烈撞击过程中被撞弯,导致后期持球变得不再­稳定,加上长时间高性能工作,电量并不充足,速度下降,我方器人性能整体下滑。加时赛开始3分钟,双方混战,TU/e在门前传中,一记远射得分,我方4- 5落后。最后,对方再次将球传至大禁­区前,我方守门员来不及扑救,TU/e再得一分,最后我们以4-6输掉了比赛获得亚军。

以这个结果可说是运气­不好,但终究是实力稍有欠缺。这次比赛算是有了教训,也为2020法国Ro­bocup提供了经验。

water队一路走来­也已经有14个年头了,每一届的队员都和我一­样热爱着机器人足球这­一项运动,因为热爱所以一直向前,明年我们还会再来。

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