格斗机器人竞赛中的多机器人协作技术研究

2026-02-01 21:15:51　　点击量：

　　技术应用 Technique and application 41Robot Technique and Application2021 3格斗机器人竞赛中的多机器人协作技术研究 蒋耀 夏庆锋 蒋宁元 姜忠堃 靳士博（南京大学金陵学院信息科学与工程学院，南京，210089）摘 要本文旨在通过多机器人系统的敌我识别、任务分配等关键技术的研究，实现多机器人竞赛项目中的有效协作功能，以提高机器人竞赛能力，论文采用理论推导、软件仿真、硬件设计与改造等相结合的方式来开展研究，以解决机器人何时协作、如何协作等棘手问题。关键词：机器人，竞赛，协作0 引言一直以来，多自主机器人协作都是机器人学中的一个研究热点，多个无人自主式...

　　技术应用 Technique and application 41Robot Technique and Application2021 3格斗机器人竞赛中的多机器人协作技术研究 蒋耀 夏庆锋 蒋宁元 姜忠堃 靳士博（南京大学金陵学院信息科学与工程学院，南京，210089）摘 要本文旨在通过多机器人系统的敌我识别、任务分配等关键技术的研究，实现多机器人竞赛项目中的有效协作功能，以提高机器人竞赛能力，论文采用理论推导、软件仿真、硬件设计与改造等相结合的方式来开展研究，以解决机器人何时协作、如何协作等棘手问题。关键词：机器人，竞赛，协作0 引言一直以来，多自主机器人协作都是机器人学中的一个研究热点，多个无人自主式的单位协同工作可以完成单一自主难以完成的任务，更有利于达到理想的效果。现如今，多机器人协作技术已经越来越广泛地用于许多领域，如军事监视、警戒系统等。实际上，多机器人系统的研究仍面临许多难题，例如可以针对有限数量的机器人分析多个自主机器人之间的协作，但想要进一步扩展更多的解决方案则需要新技术的突破。随着多自主机器人技术的发展，越来越多的多机器人比赛开始出现在机器人竞赛中，中国智能机器人格斗大赛武术擂台 2v2 项目便是其中之一，本文结合相关竞赛研究多机器人协作技术。1 竞赛相关内容中国智能机器人格斗大赛于 2017 年开始举办，举办方为国际机器人竞技与创客教育联盟，由国内外知名的智能机器人领域的专家学者组成。自 2008 年以来，该联盟核心专家团队发起了机器人武术擂台赛、机器人格斗比赛、空中机器人比赛等知名赛事，大赛面向全国高校，因其竞技性与趣味性吸引力众多队伍前来参赛，为人工智能、机器人技术在广大院校的推广和人才培养起到了积极作用。1.1 比赛场地中国智能机器人格斗大赛场地为边长 2.4m 的正方形擂台，周围 0.7m 处有高 0.5m 的方形黑色围栏。擂台场地颜色为渐变色，场地两个对边设有四个宽度为 0.4m 上台坡道，坡道顶端高度与擂台平齐，机器人从 0.3m×0.4m的出发区启动后，沿着该坡道走上擂台。1. 2 比赛具体规则比赛双方各出战两个机器人，在擂台上，机器人相互推挤，争取尽可能多的机会将对手推到擂台下，评判方法是：机器人掉下擂台给对方加一分，10s 内机器人未能上台再给对方加一分；如果双方都只有一台机器人在台上时不得分；同时，规则引入了 KO 机制，若一方机器人全在擂台上，另一方全在擂台下，在台上的一方直接获胜。2 研究任务及硬件设计思路本文主要任务为设计一个移动机器人协作系统，由两个自主轮式移动机器人组成。每个机器人的组装任务以下面三点为主要目标。一是在红外光电传感器的帮助下，实现防掉台的任务以及达到检测敌人的目的；二是在颜色传感器的帮助下达到识别队友的目的；三是机器人小车的机械结构要足够完成上台、巡航等基本任务。以上所涉及的步骤主要由三个模块组成：感知模块、控制模块、执行模块。图 1 系统结构图2.1 感知模块感知模块负责检测并获取周围信息，这里采用红外光电传感器和 320x240 的 USB 彩色摄像头。本文计划在机器人的前后左右不同高度各放 2 个传感器，下层的传感器用于登台检测，上层的传感器用于障碍检测，并在机器人小车的四个角上各放置一个传感器，用于检测边缘。由此 , 本文为基金项目：2020 江苏省高等学校大学生创新创业训练计划，格斗机器人竞赛中的多机器人协作技术研究，项目编号1X；金陵学院教改项目，以机器人为知识载体的自动化专业人才培养，项目编号 0010521805。感知模块 控制模块 执行模块具体决策命令 环境信息