Sensorização e percepção de multi-agentes robóticos jogadores de futebol Departamento de Electrónica Industrial Escola de Engenharia, Universidade do Minho, Guimarães, PORTUGAL

Índice RoboCup e suas modalidades Regras Robôs da Universidade do Minho Descrição mecânica e informática Estratégia Software Demonstrações

Iniciativa RoboCup http://www.robocup.org Até ao ano 2050, construir uma equipa de robôs futebolistas autónomos (humanóides), capaz de ganhar à equipa campeã do mundo de humanos. http://www.robocup.org

Historial 1993 - Ideia, Objectivos, regras iniciais Edições desenvolver uma equipa de robôs futebolistas que joguem tão bem como os humanos. Edições 1997 - Nagoya, Japão 1998 - Paris, França 1999 - Estocolmo, Suécia 2000 - Amsterdão, Holanda (Europeu) 2000 - Sydney, Austrália 2001 - Seattle, EUA 2002 - Fukuoka, Japão 2003 - Pádua, Itália 2004 - Portugal

Modalidades de Futebol no RoboCup Robôs médios Robôs pequenos Cães da Sony Humanóides Júnior (Futebol e dança) Simulação Salvamentos Simulação de Salvamentos

Modalidade / Robôs médios 80 Kg 80 cm 50 cm

Modalidade / Robôs pequenos

Modalidade / Cães da Sony

Modalidade / Robôs Humanóides

Modalidade / Júnior

Modalidade / Simulação

Regras Regras idênticas às do futebol humano, com adaptações Campo - 12 x 8 m Cada equipa – 4-6 robôs (um guarda redes) O jogo é feito numa base de cores Robôs PRETOS, com uma marca colorida Cilindros no canto com sequência de 3 cores Duração do jogo - 2 x 10 minutos, (15 min intervalo) Robôs completamente autónomos, não devem colidir com os adversários e devem marcar o maior número de golos Baliza A Baliza B Equipa A Equipa B Robôs

Equipa MINHO Surgiu em 1998 Alunos do DEI Extra-curricular Patrocínios Completamente desenvolvido in-house Participações

Solução Mecânica / Robô completo

Solução Mecânica / Motorização Rodas omnidireccionais

Solução Mecânica / Motorização

Solução Mecânica / Controlo da Bola

Chuto magnético / Força -> Energia

Solução Mecânica / Chuto

COMPUTADOR Motherboard: VIA EPIA M 933 mini-itx Microprocessador: Baixo consumo (VIA C3 933MHz) RAM: 256MB (266MHz velocidade) Disco: FLASH 256Mb 1 Slot PCI expansível a 2 (placa captura + placa rede) Rede sem fios: ACX100, IEEE 802.11b, 11Mbps Memória não volátil: 256Mb IDE memoria flash Fonte de Alimentação: 50W ATX 12V 1 Bateria 12V / 7Ah para o PC 3 Baterias 12V / 7Ah para motores/chuto/electrónica

Ambiente programação Linux Mandrake 9 Linguagem C (compilador gcc) LIB: vga, m, pthread, msock svgalib / memória linear Software escrito por nós (≈3000 linhas) Cerca de 14 fps (50 sem processamento)

Sistema de Software Livrarias Básicas Aplicações - Nível 1 CONFIG.geral geral.c CONFIG.hardware Hardware.c CONFIG.font font.c CONFIG.hardware HardwareSimples.c CONFIG.rede rede.c filtros.c geometrias.c Aplicações - Nível 2 Aplicações - Nível 3 Video.c CONFIG.jogo Jogo.c CONFIG.cores Cores.c Monitor.c CONFIG.sensores Sensores.c

Sistema de visão Espelho Esférico Câmara analógica Imagem vista pela câmara

Sistema de visão

Visão Xi0, Yi0 - coordenadas do centro da imagem α - angulo do pixel / eixo central radius - distancia do pixel ao centro da imagem Xf, Yf - coordenadas Cartesianas finais

Visão / filtros

Visão

Estratégia / Atacante Robo sempre de frente para a bola (vel. Angular) direccao=(K1*((bolax-balizax)/90)*(distancia*K2)); velocidade=75.0+(110.0-bolay)*(1.0+abs((bolax-balizax)/180.0));

Visão / Jogo

Estratégia / Guarda-Redes COM BOLA direccao_X=((bolax-180)*4); direccao_Y=((POSY_GR-dist_baliza)/4); direccao=180-(atan2(-direccao_X, direccao_Y); SEM BOLA direccao_Y=((POSY_GR-dist_baliza)/(20/RAPIDEZ)); direccao_X=(media_esq-media_dir)*(2*RAPIDEZ); velocidade=(abs(direccao_X)+abs(direccao_Y))/2

Idêntico ao guarda-redes Estratégia / Defesa Idêntico ao guarda-redes

Estratégia / Equipa completa 1 Guarda-redes 1 Defesa 2 Atacantes (nesta ordem…)

Equipa - Comunicação Rede TCP/IP (sem fios) Monitor

Monitor

Monitor

Hardware

Localização Triangulação largura Distancia Azul Distancia Amarela comprimento Triangulação

Vídeo (Trailer)

Conclusões Projecto não apenas de investigação mas de ensino Objectivos são científicos Área Multi-disciplinar (informática, electrónica, mecânica) Cooperação Sistema de Visão é muito importante Distorção da imagem (espelho) não é problema Fiabilidade do Hardware Beleza do jogo é importante Optimização do software é MUITO importante

Sensorização e percepção de multi-agentes robóticos jogadores de futebol Departamento de Electrónica Industrial Escola de Engenharia, Universidade do Minho, Guimarães, PORTUGAL