10 版 足球机器人

上海彼林电子科技有限公司Mr. Milleter 2010.03

机器人足球比赛场地

开球位点球位 球门线

球 门

坠球点

提示： 场地边界有墙壁，墙壁高为 18cm ， 墙壁内侧为黑色，其中球门内侧为白色。 球场铺有一张绿色胶毯 。

机器人要求、竞赛方式

竞赛方式 （ 1 ）在小学组竞赛中，机器人进行 1 对 1 比赛 。 （ 2 ）在初中、高中组竞赛中，机器人进行 2 对 2 比赛 。

机器人： 机器人体积（包括静止和比赛状态），其正常置放的垂直投影面积必须是在直径 22cm （含）范围之内，限高 22cm （含）以下，限重 1.6kg （含）以下 。 机器人（形成三面包围球体的）踢球装置的控球深度最大为 3cm 。以突出的两点之间成一水平连线中任一点且垂直到机器人边沿的直线距离计算。

比赛用球

足球采用直径 9cm ，重 160±5g 。是一个内部装有电池与小电珠的透明发光球（波长范围为 810-700nm ；光幅射密度为单个 150Lm ；光线直接、均匀地覆盖球面，且无盲点）。

10 版足球机器人

足球机器人硬件分析

防滑轮胎 II

数字指南针

锂聚合物电池

红外测距传感器

大功率驱动卡

X100 控制器

竞赛专用电机 (1:23)

足球机器人配件清单

序号 名称 单位 数量 备注1 BuddyRobot X100控制板 套 1

2 大功率电机驱动卡 (X系 ) 套 13 红外测距传感器 个 4

4 足球专用复眼传感器 套 1

5 数字指南针 套 1

6 电源并联座 块 1

7 新版竞赛专用电机 只 4

8 防滑橡胶轮胎 只 4

9 轮胎护圈 片 4

10 竞赛专用高倍率锂电池 套 1

11 平衡充电器 套 1

12 充电辅助模块 套 1

13 足球进攻专业底盘 套 1

14 USB下载线 根 1

15 BRD2.0开发系统 套 1

16 机器人专用箱 I 个 1

远红外复眼传感器

电源指示灯

数据接口：与主板ADC9-16连接

控球检测传感器

远红外接收传感器

正面 反面

提示： 远红外接收传感器 / 控球检测传感器使用时与模拟输入口连接，返回值为 0-1023 。当光线越亮时，返回值越小；当光线越暗时，返回值越大。

数据接口：与主板ADC1-2连接

远红外复眼感器的安装与接线远红外接收传感器（火焰） F1 接于 ADC9 （ 3 个并联） F2 接于 ADC10 （ 3 个并联） F3 接于 ADC11 （ 3 个并联） F4 接于 ADC12 （ 4 个并联） F5 接于 ADC13 （ 3 个并联） F6 接于 ADC14 （ 3 个并联） F7 接于 ADC15 （ 3 个并联） F8 接于 ADC16 （ 4 个并联）

提示： 这 8 组远红外接收传感器主要用于寻找足球并判断足球与机器人的相对位置。

正面俯视

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左边控球检测：接于 ADC1 （ 2 个并联）右边控球检测：接于 ADC2 （ 2 个并联）

提示： 这 2 组远红外接收传感器主要用于判断足球是否在机器人的控球装置中。

红外测距传感器

红外测距传感器 ◆ 检测距离： 10-80cm ◆ 使用时，接于模拟输入口 ◆ 当离物体越近时，返回值越大；离物体越远时，返回值越小

红外测距传感器的安装与连接

红外测距传感器 irf 接于 ADC4 irb 接于 ADC6 irl 接于 ADC3 irr 接于 ADC5

irf

irl irr

irb

Ｓ：信号线＋：正极－：负极

数字指南针

数字指南针 ◆ 使用时，接于指南针专用接口 ◆ 返回值： 0-359

铁磁补偿 功能：消除指南针附近的铁物质等产生的磁场引起的角度偏差，使传感器读出的方向角度更精确。 使用方法：在机器人开机状态下，按住铁磁按钮2秒钟再放开，此时指南针返回值为 69 ，把指南针模块在水平位置按顺时针方向慢慢的匀速速旋转一圈以上，再按一下铁磁按钮完成铁磁补偿。

正北校正 功能：将指南针模块当前所指方向设置为正北方向，即 0 度。 使用方法：把指南针水平指向用户所需方向，在机器人开机状态下按一下指南针模块上的正北按钮并放开。

铁磁补偿 正北校正

提示： 机器人每次开关机，建议重新做铁磁与正北，之前信息可能会丢失。在 机器人比赛时，无特殊情况建议不要将机器人电源开关关闭，否则将重新做铁磁与正北。

电池的拆装

8v 电池组 + 12v 电池组

电池的连接

接大功率电机驱动卡

电源并联座接机器人主板

接 12v 电池组

接 8v 电池组

机器人运行开关

开关

提示： 该开关功能与主板上运行键一致，用于控制机器人运行程序。在机器人比赛时，建议拨此开关来触发机器人运行。当机器人需要中断时，先将机器人提起，然后将该开关拨到关的位置，再按复位键。

传感器测试程序void test_adc(void){ while(1) { qiuwei(); cls(); printf("%3d %3d %3d",ff1,ff2,ff3); locate(2,1); printf("%3d %3d %3d",ff4,ff5,ff6); locate(3,1); printf("%3d %3d %3d %d",ff7,ff8,ffx,ffy); locate(4,1); printf("L%3d F%3d",getadc(3),getadc(4)); locate(5,1); printf("R%3d B%3d",getadc(5),getadc(6)); locate(6,1); printf("%3d %3d %3d %d",compass(),getadc(1),getadc(2),trigger()); wait(0.1); }}

程序框架

足球检测

在整个机器人足球进攻程序里，足球检测是最基础的。机器人通过检测 8 组远红外火焰传感器的返回值来判断是否看见足球，同时要判断出足球与机器人的相对位置。

在程序中，我们引用变量 ffx来记录 8 组传感器中检测到的最小光线值，用变量 ffy来记录哪组传感器离足球最近。

正面俯视

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足球检测子函数

void qiuwei(void){ ff1=getadc(9);ff2=getadc(10);ff3=getadc(11);ff4=getadc(12); ff5=getadc(13);ff6=getadc(14);ff7=getadc(15);ff8=getadc(16); ffx=ff1; ffy=1; if(ff2<ffx) {ffx=ff2;ffy=2;} if(ff3<ffx) {ffx=ff3;ffy=3;} if(ff4<ffx) {ffx=ff4;ffy=4;;} if(ff5<ffx) {ffx=ff5;ffy=5;} if(ff6<ffx) {ffx=ff6;ffy=6;} if(ff7<ffx) {ffx=ff7;ffy=7;} if(ff8<ffx) {ffx=ff8;ffy=8;}}

正面俯视

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机器人追光子函数

在整个机器人足球程序里，当足球在机器人前方时，机器人向前进行追光；当足球在机器人后方时，机器人向后进行追光。而追光效果调试的好坏直接决定机器人进攻行为的性能。

前方传感器

远红外接收传感器（火焰）

后方传感器

当足球在机器人左前方时机器人左转进行调整

当足球在机器人右前方时机器人右转进行调整

当足球在机器人前方时机器人前进

机器人追光

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当足球在机器人左后方时机器人右转进行调整

当足球在机器人右后方时机器人左转进行调整

当足球在机器人后方时机器人后退

机器人追光

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机器人追光子函数void follow(void){ if(ffy==1) { if(irr>450) go(-500,100); else go(-500,-100); } else if(ffy==2) { if(fwf==1) go(300,-300); else go(-300,300); } else if(ffy==3) { if(irr>450) go(500,-100); else go(500,100); } else if(ffy==4) { go(800,800); } else if(ffy==5) { if(irl>450) go(-100,500); else go(100,500); } else if(ffy==6) { if(fwf==1) go(-300,300); else go(300,-300); } else if(ffy==7) { if(irl>450) go(100,-500); else go(-100,-500); } else if(ffy==8) { go(-800,-800); }}

无球回防

当机器人看不见足球时，采用回防退守的模式；即调整方向后直线后退，一直到自己球门底线附近。

在该功能模块中，需要使用数字指南针识别机器人方向；使用红外测距传感器识别机器人离自己球门底线的距离。

无球回防子函数void go_back(void){ if(cmp<90||cmp>270) // 机器人头朝对方球门 { if(cmp<20||cmp>340) if(irb>ir_13&&irf<200) go(150,150); // 机器人如果离自己球门底线太近 -- 前进 else if(irb>ir_20&&irf<ir_20) go(0,0); else go(-800,-800); // 机器人如果离自己球门底线太远 -- 后退 else if(cmp<180) go(-200,200); else go(200,-200); } else // 机器人尾部朝对方球门 { if(cmp>160&&cmp<200) if(irf>ir_13&&irb<200) go(-150,-150); else if(irf>ir_20&&irb<ir_20) go(0,0); else go(800,800); else if(cmp<180) go(200,-200); else go(-200,200); } }

主程序

while(1) { cmp=compass(); irl=getadc(3);irf=getadc(4);irr=getadc(5);irb=getadc(6); fdl=getadc(1);fdr=getadc(2); qiuwei(); if(ffx<ball) { if(irf>ir_13&&ff4<ball_d&&fdl<ball_d&&fdr<ball_d) kaqiang_f(); else if(irb>ir_13&&ff8<ball_d&&fdl<ball_d&&fdr<ball_d) kaqiang_b(); else if((ffy==3||ffy==4||ffy==5)&&(cmp>130&&cmp<230)) huifang_f(); else if((ffy==1||ffy==7||ffy==8)&&(cmp<50||cmp>310)) huifang_b(); else follow(); } else go_back(); }

上海彼林电子科技有限公司电话： 021-61670168地址：上海市长安路 1138 号中房华东大厦 23E网站： www.billie.com.cn

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