Programa de Educação Tutorial Universidade Federal do Espírito Santo Departamento de Informática 1º Time de Futebol de Robôs Capixaba.

Apresentação em tema: "Programa de Educação Tutorial Universidade Federal do Espírito Santo Departamento de Informática 1º Time de Futebol de Robôs Capixaba."— Transcrição da apresentação:

1 Programa de Educação Tutorial Universidade Federal do Espírito Santo Departamento de Informática 1º Time de Futebol de Robôs Capixaba

2 Agenda  Breve histórico do projeto  Sistema atual  Metas do projeto

3 Breve histórico  2005: o projeto surgiu da ideia de um bolsista do grupo PET-EngComp após descobrir a existência de tal modalidade;  2006: o grupo fez um estudo de viabilidade do projeto para decidir se havia condições de desenvolver e custear o mesmo;  2006: mesmo sabendo que não haveria condições de custeio do projeto o grupo decidiu começar a estudar o assunto e desenvolver o que fosse possível;  2006: a Profª. Drª. Raquel Frizera Vassallo do departamento de Engenharia Elétrica oficializou a orientação do projeto;  2007: foi desenvolvida a primeira versão do sistema de visão e foram desenvolvidos os primeiros testes de controle sobre um robô diferencial, porém fora das especificações da categoria IEEE Very Small Soccer;  2007: o Profº. Humberto Ferasoli da UNESP-Bauru fez a doação de estruturas mecânicas do robô feitas em resina;  2008: o sistema de visão foi aprimorado, foi desenvolvido uma camada de estratégia e o grupo participou do primeiro campeonato na CBR;  2009: foi desenvolvida uma nova camada de estratégia e está sendo desenvolvido o projeto mecânico do robô;

4 Sistema Atual

5  Camada de visão:  Câmera:  Taxa de frame máxima 60 fps  Resolução máxima da imagem à 60 fps: 640x480  Interface com PC: firewire IEEE 1934a  Características principais:  Segmentação de cor: objetiva identificar na imagem todos os objetos de interesse. No caso do futebol, tanto os robôs do nosso time quanto os do time adversário.  Rastreamento de objetos (tracking): uma vez identificados os objetos de interesse é necessário localizá-los a cada novo quadro (frame).

6 Sistema Atual  Camada de Estratégia:  Uso de zonas no campo para determinar o comportamento do time;  Para decidir o comportamento do time é utilizada uma função que leva em conta, além das zonas do campo, a probabilidade que o time tem de alcançar os objetivos;  Como o novo projeto do robô ainda não está pronto a estratégia foi toda desenvolvida utilizando um simulador de futebol de robôs;

7 Sistema Atual  Camada de Controle (PC):  Controlador básico: controlador estabilizante de posição;  Controlador desenvolvido: controlador estabilizante de posição e orientação;  Configuração do módulo de RF (Xbee): o transmissor trabalha enviando o pacote de informação em modo broadcast;  Camada de Controle (Embarcado)‏:  Motores acionados via PWM;O receptor recebe o pacote sem verificar a origem e cada robô lê a sua parte da mensagem;

8 Sistema Atual  Hardware:  Placa de circuito impresso:  Circuito de controle dos motores integrado com o módulo de comunicação;  Microcontrolador: MSP430F1611;  Uso de acopladores ópticos;  Estrutura feita de resina (polímero)‏;  Motores: sem caixa de redução

9 ESTRATÉGIA

10 Chaveamento da Posição  Função que defini o comportamento do time de acordo com a situação do jogo.  Leva em consideração:  Posição da Bola;  Velocidade da Bola;  Velocidade dos Robôs;  Orientação da Bola;

11 Chaveamento da Posição  Primeiro é levado em consideração a posição atual da bola, se ela estiver na área de defesa, então o time é posicionado em postura defensiva, caso contrário é posicionado em postura ofensiva.  Outras situações:  Bola indo em direção ao campo de defesa com velocidade elevada;  Bola indo em direção ao gol com velocidade elevada;  Consideração: velocidade elevada significa que a velocidade da bola é 80% maior qua a velocidade do robô mais rápido.

12 Chaveamento da Posição

13 Posicionamento do Goleiro  O principal parâmetro para o posicionamento do goleiro é a posição da bola.  Basicamente, o goleiro se posiciona na bissetriz do ângulo formado entre a bola e as duas traves.  É definida uma área na qual o goleiro tem a ação de sair na bola.

14 Posicionamento do Goleiro

15 Sistema de Defesa  Ideia principal: manter um jogador na sobra enquanto o outro tenta retomar a posse de bola.  Durante o jogo há momentos em que o time adversário está atacando, para recuperar a posse da bola, foi necessário então criar uma estratégia de defesa.  Diferenciamos o jogador mais rápido para a bola do que não é. Então o mais rápido vai tentar recuperar a posse de bola, o segundo jogador permanece recuado de maneira a conseguir pegar a bola caso ela resvale.

16 Sistema de Defesa  A posição do jogador de sobra é calculada da seguinte forma:  É feito um circulo centrado no goleiro.  Uma reta é traçada entre os dois pontos: posição do goleiro e da bola.  A interseção do círculo com a reta gera dois pontos.  O ponto mais próximo da bola é escolhido.  O jogador é então mandado para esse ponto.

17 Sistema de Defesa  Posicionamento do segundo jogador

18 Sistema de Defesa  Também dividimos o campo em áreas conforme a figura

19 Sistema de Defesa  Para cada área em que a bola se encontra o segundo jogador se posiciona a uma distância específica da bola.  Essa distância é dada pelo raio do círculo, ficando maior com a distancia a bola ao gol.  Com essa estratégia o jogador se movimenta sempre em cima de um arco definido pelo circulo e ajuda o goleiro, já que serve de obstáculo entre a bola e o gol.

20 Sistema de Ataque  Considerando o campo do simulador com dimensões 150x130 e com referenciam no centro do campo

21 Sistema de Ataque  Quando a componente y da posição da bola for maior que 30, o jogador 2 do time irá se posicionar em relação ao jogador 1 (considerando o jogador 1 como o jogador que vai atrás da bola).  A componente y da posição do jogador 2 será igual a componente y da posição do jogador 1 decrescido de 20 (y2 = y1 – 20).  A componente x da posição do jogador 2 dependerá de qual zona o jogador 1 se encontrará.

22 Sistema de Ataque  Zona 1  Quando a componente x da posição do jogador 1 for tal que |x1| >= 40, o módulo da componente x da posição do jogador 2 será igual a 40.  Zona 2  Quando a componente x da posição do jogador 1 for tal que 15 <= |x1| <= 40, o valor da componente x da posição do jogador 2 será igual a -x1, fazendo com que se pareça um espelho.  Zona 3  Quando a componente x da posição do jogador 1 for tal que |x1| <= 15, o módulo da componente x da posição do jogador 2 será igual a 15.

23 Sistema de Ataque

24  Quando está na ofensiva, o robô tenta chutar a bola para o gol, primeiramente entrando na área amarela, para então ir em direção à bola.

25 Sistema de Ataque

26

27

28 Metas do Projeto  Tornar o projeto um caminho para incluir os alunos participantes do projeto, ainda graduandos, no campo da pesquisa científica e usar o sistema desenvolvido para aplicar as idéias desenvolvidas pelos alunos;  Fortalecer a vertente de ensino do projeto através da inclusão de alunos de outras engenharias;  Aplicar os conhecimentos adquiridos para desenvolver projetos de ensino inovadores, inicialmente para os calouros de Engenharia de Computação;  Conseguir uma verba “permanente” e dedicada somente à esse projeto.

29 Bibliografia  Dunked and Jenkin, Gregory and Michael, Computational principles of mobile robotics  Oliveira, Dalfior and Vassalo; Clebson, Júlio and Raquel; Vision and Control Layers of UFES_Hard_Soccer Team; TDP for LARC 2008

30 Programa de Educação Tutorial Universidade Federal do Espírito Santo Departamento de Informática 1º Time de Futebol de Robôs Capixaba