機(jī)器人世界杯

1 比賽介紹

　　機(jī)器人足球比賽的賽場長1.5米，寬1.3米，比乒乓球臺略小，場地畫有中線、中圈和門區(qū)。每隊由三個邊長不超過7.5厘米的立方形的遙控小車（機(jī)器人）組成。它們的任務(wù)就是將橘紅色的高爾夫球（足球）撞入對方的球門而力保本方不失球或少失球。比賽規(guī)則與一般足球相似，也有點(diǎn)球、任意球和門球等。只是因電池容量有限，每半場為5分鐘，中間休息10分鐘。下半場結(jié)束時若為平局，則有3分鐘的延長期，也實行突然死亡法和點(diǎn)球大戰(zhàn)。明顯不同之處在于球場四周有圍墻，所以沒有界外球，而在相持10秒后判爭球。

　　足球機(jī)器人系統(tǒng)

　　在硬設(shè)備方面包括機(jī)器人小車、攝像裝置、計算機(jī)主機(jī)和無線發(fā)射裝置。從功能上分，它包括機(jī)器人小車、視覺、決策和無線通訊4個子系統(tǒng)。

　　機(jī)器人結(jié)構(gòu)

　　機(jī)器人小車由車架、車輪、電機(jī)、減速機(jī)、測速碼盤、驅(qū)動電源、單片機(jī)控制電路與無線接收模塊等構(gòu)成。它可以按著主機(jī)發(fā)出的命令調(diào)整左、右輪轉(zhuǎn)速，以保證按預(yù)定的軌跡運(yùn)動。

　　視覺子系統(tǒng)是機(jī)器人的眼睛。它由懸掛在球場中圈上空2米的攝像頭攝取圖像，由裝在主機(jī)內(nèi)的抓圖卡將圖像數(shù)字化，送入主機(jī)內(nèi)存，再由專用軟件對圖像進(jìn)行理解。由于雙方各有不同顏色的隊標(biāo)（黃色和藍(lán)色），而機(jī)器人也有不同的隊員色標(biāo)。這樣計算機(jī)就可以通過顏色分割辨識出全部機(jī)器人與球的坐標(biāo)位置與朝向。也就是進(jìn)行模式識別。

　　決策子系統(tǒng)

　　根據(jù)視覺系統(tǒng)給出的數(shù)據(jù)，應(yīng)用專家系統(tǒng)技術(shù)，判斷場上攻守態(tài)勢，分配本方機(jī)器人攻守任務(wù)，決定各機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，然后形成給各小車左右輪輪速的命令值。

　　無線通訊子系統(tǒng)通過主機(jī)串行口拿到命令值，再由獨(dú)立的發(fā)射裝置與裝在小車上的接收模塊建立無線通訊聯(lián)系，遙控場上各機(jī)器人的運(yùn)動。

　　在機(jī)器人足球比賽過程中，上述4個子系統(tǒng)以每秒二、三十次，甚至更高的速率連續(xù)運(yùn)行，人不得干預(yù)。

　　FIRA 5對5微型機(jī)器人足球比賽與3對3的主要區(qū)別在于比賽場地尺寸不同、機(jī)器人個數(shù)不同，其他基本相同。[1]

2 比賽類型

　　1、模擬組比賽

　　2 、小型機(jī)器人比賽

　　3、 整隊小型機(jī)器人比賽，每隊包括11個機(jī)器人

　　4、 中型機(jī)器人比賽

　　5、Sony有腿機(jī)器人比賽 (由Sony贊助)

　　6、 人形機(jī)器人比賽(從2002年開始，2002年前可能會有演示)

　　7、遙控機(jī)器人比賽(即將公布)

　　8、 RoboCup評論員系統(tǒng)演示

　　RoboCup仿真組比賽

　　Robocup仿真組比賽是在一個標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)環(huán)境內(nèi)進(jìn)行的。

3 比賽規(guī)則

　　比賽規(guī)則基本上與國際足球聯(lián)合會的比賽規(guī)則一致。比賽的方式是由Robocup委員會提供標(biāo)準(zhǔn)的Soccerserver系統(tǒng)，各參賽隊編寫各自的CLIENT程序，模擬實際足球隊員參加比賽。

　　Soccerserver是一個允許競賽者使用各種程序語言進(jìn)行仿真足球比賽的系統(tǒng)。比賽以Client/Server方式進(jìn)行。Server，即Soccerserver，提供了一個虛擬場地，并對比賽雙方的全部隊員和足球的移動進(jìn)行仿真。Client，相當(dāng)于球員的大腦，指揮球員的運(yùn)動。Server和Client之間的通信是通過UDP/IP協(xié)議進(jìn)行的。所以，競賽者可以使用支持UDP/IP的任何程序系統(tǒng)。

4 創(chuàng)建背景

　　目前共有三個全球性的機(jī)器人比賽聯(lián)盟， 分別是以亞太地區(qū)為主的“國際奧林匹克機(jī)器人大賽”(WRO， World Robot Olympiad)、總部位于美國的“第一樂高聯(lián)盟”(FLL，F(xiàn)IRST Lego League)， 與近來相當(dāng)受人矚目的機(jī)器人世界杯足球賽。其中機(jī)器人世界杯系列活動是一項綜合教育與科技的國際性活動， 亦是學(xué)術(shù)成分最高的賽事。

　　這項競技的目標(biāo)是讓機(jī)器人在2050年擊敗人類世界杯冠軍，為實現(xiàn)這一目標(biāo)產(chǎn)生的技術(shù)將能夠廣泛應(yīng)用于體育以外的領(lǐng)域。組織者創(chuàng)造了多個競爭類別，包括小型機(jī)器人、大型機(jī)器人、人形機(jī)器人甚至是虛擬機(jī)器人，計劃是結(jié)合它們的技術(shù)形成全明星的機(jī)器人球隊，它們有朝一日將能夠贏得人類VS機(jī)器的比賽。

　　除了替換、移除已經(jīng)破損的機(jī)器人，或者當(dāng)裁判拒絕否決比賽中某個向?qū)κ址敢?guī)的機(jī)器人時。在所有的比賽種類中，一旦游戲開始就不再允許任何人類干預(yù)。

　　中等大小的機(jī)器人比賽，也就是所謂的“R2-D2聯(lián)賽”，非常類似于真正的足球比賽，它們將在18米長的球場比賽。參賽者是由伊朗加茲溫省開放大學(xué)研發(fā)的中等大小機(jī)器人，外形類似浮標(biāo)，速度高達(dá)22千米每小時。

　　這些機(jī)器人利用不同的踢法進(jìn)行傳球和射門，它們會通過無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系交流彼此所處的位置。然而，最具欣賞性的比賽則是“標(biāo)準(zhǔn)平臺”種類，所有的參賽者都是使用相同的小型人形機(jī)器人，它們都是由法國Aldebaran Robotics機(jī)器人公司建造的。[3]

5 歷屆狀況

　　1997年

　　1997年8月23-29日，第一屆RoboCup比賽及會議在日本的名古屋舉行。

　　第一屆RoboCup比賽分為三組：小型機(jī)器人比賽、中型機(jī)器人比賽和計算機(jī)仿真比賽，共有超過40支球隊參加了這三種比賽。其中參加仿真比賽的球隊有32支（歐洲8支、北美8支、大洋洲2支、日本14支）。四個隊參加了小型機(jī)器人賽，他們是：CMU(USA) 、 Paris-VI(France)、University of Girona(Spain)和Nara Advanced Institute of Science and Technology(Japan)。參加中型機(jī)器人比賽的5個隊為：ISI/USC(USA)、Osaka University(Japan) 、Ullanta Performance Robotics(USA) 、RMIT(Australia) 和Uttori United---A joint team of Riken, Tokyo Univ. (Japanand) Utsunomiya Univ. (Japan)。仿真組比賽的冠軍為來自德國Humbolt 大學(xué)的AT-Humbolt隊，它擊敗了東京理工學(xué)院的AndHill 隊。第三和第四名分別為ISI/USC和CMU。獲得小型組冠軍的是CMU，它以3:0的比分擊敗了Nara Advanced Institute of Science and Technology, Japan。中型組的冠軍由ISI/USC和Trackies of Osaka University同時獲得，因為它們兩次戰(zhàn)平0：0和2：2。同時還頒發(fā)工程挑戰(zhàn)獎和科學(xué)挑戰(zhàn)獎。

　　2006年

　　中國進(jìn)步

　　2006年由范長杰、吳鋒等7名在校學(xué)生組成的中國科技大學(xué)隊在6月14日至18日德國第十屆機(jī)器人世界杯足球賽上，獲得1項冠軍、1項亞軍和1項第五名，創(chuàng)造了自2000年中國派隊參加機(jī)器人世界杯賽以來最好成績。來自全球的200多所大學(xué)參加了這屆機(jī)器人世界杯足球賽7個大項的比賽。

　　2010年

　　中國奪冠

　　2010年6月，北京信息科技大學(xué)以本科生為主組成的代表隊在新加坡舉行的中型機(jī)器人足球世界杯賽中戰(zhàn)勝以博士生、碩士生和本科生混合編組的上屆冠軍荷蘭愛因霍夫理工大學(xué)隊取得冠軍，為國家爭得了榮譽(yù)，并在2011年成功衛(wèi)冕。

　　2013年

　　2013年6月24—6月30日在荷蘭埃因霍溫舉行的第17屆Robocup機(jī)器人RoboCup機(jī)器人世界杯中型組比賽中，中國北京信息科技大學(xué)機(jī)器人足球隊“Water”，經(jīng)過三輪小組循環(huán)賽和四強(qiáng)淘汰賽共13場比賽的激烈角逐，決賽中通過加時以3:2的比分戰(zhàn)勝衛(wèi)冕冠軍、東道主荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)隊，再次奪得“世界杯”冠軍，實現(xiàn)了四屆比賽三奪桂冠的壯舉[1] 。

　　2013年中國隊情況

　　2013年比賽共有美國、德國、巴西、西班牙、意大利、中國等約40個國家和地區(qū)的2500名“選手”參賽，在機(jī)器人足球、機(jī)器人搜救、機(jī)器人家居服務(wù)、機(jī)器人技能展示等多個領(lǐng)域一決高下。

　　中國隊共獲得三項世界杯冠軍：

　　北京信息科技大學(xué)機(jī)器人足球隊“Water”隊奪得中型組冠軍

　　浙江大學(xué)ZjuNlict隊奪得小型組奪冠

　　南京郵電大學(xué)Apollo3D奪得3D仿真組冠軍

　　2017年

　　2014年7月7日，日本名古屋市長河村隆之在當(dāng)天的記者會上宣布，將申辦2017年機(jī)器人世界杯足球賽“RoboCup”。預(yù)計最終結(jié)果將于2015年夏天在泰國舉行的RoboCup國際委員會上揭曉。