Показаны сообщения с ярлыком соревнования. Показать все сообщения
Показаны сообщения с ярлыком соревнования. Показать все сообщения

понедельник, 27 июня 2016 г.

Немного о футболе роботов WRO gen.III. Часть 4

В третьей части статьи наш робот-нападающий, проанализировав доступные ему данные смог выбрать верное направление на ворота соперников и нанести по ним удар. Чем большим объемом данных он располагает и чем данные более свежие, тем удар будет точнее.



Пусть вас не удивляет этот странный робот, он тоже футболист! У нас нет еще двух наборов для создания команды-оппонента для тренировок, поэтому наши оппоненты на тренировках управляются с пульта (телефона). Этот забавный робот имеет в своем составе пару LEGO Technic моторов, LEGO Technic ИК-приемник и батарейный блок. Управлять им с ИК-пульта LEGO Technic не получится - излучение мяча полностью забивает ИК-спектр, поэтому приемник мы спрятали внутри картонной коробочки, дополнительно содержащую Arduino Nano, Bluetooth-модуль к ней и ИК-светодиод. Питается этот рукотворный RF-IR конвертер от того же LEGO Technic блока. Приняв сигнал по Bluetooth, конвертер преобразует его в формат IR Power Function и отсылает ИК-приемнику, расположенному тут же, в этой же самой коробочке. Плюсы решения - сделать его можно за полчаса перед тренировкой.

Вратарь


А теперь давайте поговорим о втором роботе в команде, о вратаре. Его роль в игре - неоценима, ведь он не только защищает ворота команды, но и оценивает ситуацию на поле и помогает нападающему в ориентации на ворота соперников.
Давайте опять представим себя на месте робота и встанем на защиту воображаемых ворот. Мяч на поле и все взоры устремляются на него. Робот-вратарь, как и нападающий, "видит" мяч датчиком IR Seeker, и, в принципе, может спокойно стоять на месте до момента приближения мяча. Есди Вы смотрели игры в WRO-футбол, то явно не согласитесь с тем, что стоять на месте - очень хорошая идея. Обычно роботы-вратари очень подвижны, они отслеживают направление на мяч и разворашиваются к нему. Зачем это нужно? Причин тому несколько:
1) робот вратарь "скорее широкий чем длинный", поэтому развернувшись на мяч он закрывает своей вертикальной проекцией большую часть ворот, чем в соучае, если бы он смотрел на мяч искоса.
2) при приближении мяча робот сумеет быстрее отреагировать, выехав к нему навстречу
3) робот выглядит более вовлеченным в игру :)


Робот-вратарь начинает игру уже стоя перед воротами, поэтому в теории он сразу может перейти к отслеживанию направления на мяч и к разворотам в его направлении. На практике нужно убедиться, что ему хватит места для разворота и ворота для него не станут помехой. Это можно сделать как вручную, грамотно устанавливая его в начале игры на определенном расстоянии перед воротами, либо алгоритмически, заставив робота выровняться о ворота движением назад и выехать немного вперед в точку, оптимальную для защиты с учетом его габаритов.

При приближении мяча вратарь обязан выехать в попытке отбить его от ворот - так гласят правила. Причем робот должен выехать именно на мяч (маневры 1,2), а не например сместиться в штрафной зоне в попытке перекрыть ему путь к воротам (маневр 3 - запрещен!).


Определить точное расстояние до мяча робот не может, хотя бы потому, что сила излучения мяча - величина не постоянная, так как мяч работает в режиме пульсирующего излучения. В связи с этим расстояние, начиная с которого вратарю нужно выезжать на мяч будет им выбрано достаточно приблизительно.

Важным моментом является факт того, что робот не должен выезжать с позиции защиты в сторону собственных ворот - иначе он рискует забить гол сам себе. Чтобы ограничить сектор защиты вратаря необходимо использовать показания датчика компаса, опираться следует на заранее откалиброванные азимуты, ограничивающие сектор защиты.

Итак, мяч подкатился достаточно близко к воротам, сила его излучения превысила некое пороговое значение, заданное в программе вратаря и он прерывает защиту и переходит к активной обороне. Движение на мяч в целом не отличается от того, которое использует нападающий с той лишь разницей, что оно должно быть прервано, "если робот не успел".

...

Далее статья прерывается, к сожалению времени ее дописать совершенно не было, а потом мы оказались на Российском этапе Всемирной Олимпиады Роботов в г.Иннополис.


В этом году мы готовили две команды, на "Футбол роботов" и на "Лабиринт: туда и обратно". Обе команды прошли региональный отбор, показав на нем лучшие результаты, но в Иннополис отправилась только одна наша команда. Организаторы ВРО в последний момент приняли решение переиграть состав объявленных ими еще зимой состязаний, и наша младшая команда, как, впрочем, и сотня ребят из других регионов, "пахавших" последние полгода без выходных, остались со своими лабиринтами дома. Это ничего, ведь главное подготовка и полученные ими знания, ведь правда? А организационные просчеты наверняка будут учтены на будущее.

В этом сезоне команды, прибывшие на футбол роботов в Иннополис, наконец-то научились играть по новым правилам, не просто ездить на мяч, как это было в прошлом году, а выполнять маневры по его объезду и подталкиванию к воротам соперников. В связи с этим игры получились очень интересными и фактор случайности уже не так влиял на перевес сил на полях. Нас порадовало, что то тут, то там в разговорах участников слышна была наша терминология, "орбита", "точка схода". Был даже робот, почти полный клон нашей прошлогодней конструкции. Представляете каких трудов стоило этой команде собрать его, ориентируясь только на видео и на пару фото.


"Аналоговость" футбольных правил, в отличии от основной и свободной категории, заставляла находиться в постоянном напряжении. От судьи и от того, "чьи" команды на поле зависело насколько строго к ним будет применено то или иное "нежесткое" правило, которое тем не менее могло внести существенный вклад в  игру. К примеру 5 секунд ожидания, рекомендованные на брифинге могли превратиться в строгие 3 или в полушутливые 7. Наклейки с символикой области нам внезапно предложили отодрать от роботов, разрешив приклеить, если получится, оставшиеся от них лоскуты после сборки. Наклейки якобы позволяют промаркировать моторы, зато детали в составе роботов-соперников, раскрашенные маркером оказались вполне годными и даже не модифицированными.

Самое печальное - обстановка, "тренер тренеру волк". Семейных/дворовых команд не так много, в основном все выступают от образовательных учреждений, в которых зачастую полученная тренером грамота "кормит его еще целый год". В интернет сообществах единицы всем известных тренеров свободно делятся своими наработками, остальные их придерживают, чтобы применить вновь и вновь. На страницах всем известного блога, которым зачитывались робототехники всей страны, новых статей не выходило уже больше года, материалы и наработки по соревновательной робототехнике доступны за деньги, тренерам, приехавшим на курсы повышения квалификации. Покупка знаний тренеров из других регионов уже не выглядит чем-то странным, главное продвинуть своих ребят.
Похоже третья наша попытка найти единомышленников по свободному обмену опытом, наработками и идеями (сначала канал Youtube, затем сообщество ВК и блог) снова не нашла отклика.







пятница, 18 марта 2016 г.

Немного о футболе роботов WRO gen.III. Часть 1

В прошлом сезоне наша команда открыла для себя такие замечательные соревнования, как футбол роботов WRO.


Если вы помните, в цикле "Строим из LEGO Mindstorms и Technic" выходило несколько серий на эту тему:

1) Робот-футболист Карандаша и Самоделкина: Нападающий
2) Робот-футболист Карандаша и Самоделкина: Вратарь
3) Робот-футболист Карандаша и Самоделкина: Нападающий 2.0
4) Робот-футболист Карандаша и Самоделкина: Как это работает

Мы с нуля изучали новое для нас направление, зачастую "изобретая велосипед", так как материалов в открытом доступе по данному виду соревнований очень мало. Очень помогли нам пара видео от команды "Омега", в которых ребята рассказывают об особенностях своих роботов. Надеемся, что наши публикации тоже подтолкнут вас поделиться своими наработками, идеями и даже немного с нами поспорить.

Первого нападающего в сезоне 2015 мы строили по старым регламентам 2014г, тогда еще был разрешен дриблинг и поэтому нам удалось хотя бы на домашнем поле посмотреть на игру с применением этого способа удерживания и ведения мяча.

Позднее, в сезоне 2015 в правила были внесены изменения и дриблинг запретили, поэтому следующий нападающий (мы назвали его Нападающий 2.0) пытался забить мяч используя другие приемы, о которых вы можете узнать посмотрев соответствующее видео по ссылке выше.

Сезон 2016


WRO сезона 2016 привнесло в регламент футбола новые изменения и теперь он называется "третьим поколением футбола WRO" (WRO Football gen.III). Кардинально изменилось поле, теперь игра идет на ковре, на поле нет цветовой зональной разметки. Появились высокие борта для ориентации роботов на поле с применением дальномеров. Конструктивно изменились ворота - за счет изменения их глубины поле кажется огромным и появился больший простор для маневров. Выглядит поле теперь так:


Роботам разрешили использовать датчик цвета Hitechnic, а для ориентации на поле установить дальномер - причем он должен быть ориентирован строго вправо. Правила регламентируют использование дальномера нападающим только когда робот ориентирован в направлении ворот соперников (датчик смотрит вправо):


Вратарю - когда его датчик ориентирован в направлении ворот, которые он защищает


Либо когда вратарь направлен на ворота соперников (датчик смотрит вправо) с оговоркой, что находясь вне штрафной площадки он не должен создавать УЗ-помех другим роботам:


Давайте немного поговорим о том, какие приемы могут быть использованы для игры в текущем сезоне. Начнем, пожалуй, с нападающего.

Нападающий


Задача нападающего - забить мяч в ворота соперников. Казалось бы, вон он - мяч, а вот - ворота, езжай да забивай! Но не все так просто. Если раньше достаточно было доехать до мяча, ориентируясь на его излучение и "схватив" его вести к воротам или развернув его ударить по ним, то начиная с прошлого сезона "хватать" мяч нельзя.

Давайте подумаем, как бы человек действовал на месте робота? Наверное оглянулся бы в поисках мяча и, заметив его, развернулся к нему лицом, затем побежал бы в его сторону. Может ли робот сделать тоже самое? Может! Правда у него нет головы и шеи, поэтому ему придется развернуться всем корпусом, пока излучение от ИК-мяча не будет строго одинаково с его левой и правой стороны (шаг 1)


В какую сторону выгоднее разворачиваться? В отличии от человека, который развернет голову в поисках мяча наугад, робот чувствует мяч буквально затылком и может начать разворот выбрав сторону, с которой сила излучения мяча интенсивнее
Разворот на месте можно заменить разворотом в движении, тогда робот начав двигаться по луге, ляжет на курс, ведущий к мячу (вариант 1а):


Далее начинается долгий извиистый путь к мячу. Это действительно так, потому как на поле наш робот не единственный кому нужен мяч и пока он едет в его направлении, мяч может быть сдвинут другим роботом. В этом случае движение должно быть скорректировано с учетом нового направления на мяч путем разворота на месте или в движении:


Мы "бежим" на мяч, судорожно соображая, что делать дальше. Очеидно, что если робот продолжит прямолинейное движение он ударит меч и тот покатится в направлении движения робота, но ведь нам нужно подтолкнуть его к воротам, как же быть?

При прохождении некоей точки, лежащей на пути следования на мяч (назовем ее точкой невозврата, см. шаг 3) робот должен принять решение, с какой стороны ему нужно обойти мяч, чтобы оказаться на линии, соединяющей вражеские ворота и мяч так, чтобы мяч оказался между ним и воротами:


Сделать это он может двумя способами - объехав мяч слева или справа. Принять решение об оптимальном пути объезда можно на основе показаний датчика компаса. Если отклонение от направления на ворота соперников положительное (как на рисунке выше), объезжать следует справа, иначе - слева.

Кратчайшая траектория объезда мяча, при которой отсутствует риск случайно задеть его корпусом - окружность с радиусом, равным расстоянию от точки невозврата до центра мяча.

Приняв решение, с какой стороны объезжать мяч, робот должен начать движение по окружности, которую мы назвали "орбитой", до точки схода с нее (см. шаг 4 на рисунке выше). Двигаться вокруг мяча по окружности можно опираясь на показания датчика-поисковика мяча, Такой круг можно описать, если удерживать его показания в одной из боковых зон (в зависимости от нужного направления движения - по часовой стрелке или против).


Далее начинается самое интересное - в какой точке мы должны сойти с орбиты? Очевидно, что это будет точка ее пересечения с прямой, проложенной через мяч и центр вражеских ворот. Для схода с орбиты мы должны опираться на показания датчика компаса и знание о том, по часовой стрелке мы описываем орбиту или против, но об этом - в следующей части статьи



вторник, 27 октября 2015 г.

Карандаш и Самоделкин на российском этапе Всемирной Олимпиады роботов WRO 2015

Команда "Карандаш и Самоделкин" приняла участие во Всероссийской Робототехнической Олимпиаде 2015, являющейся российским этапом Всемирной Олимпиады Роботов WRO 2015. Итогом упорной и непростой борьбы стало попадание в ТОП-5 российских команд в категории "Футбол роботов".


Областной турнир мобильных роботов 2014. Карандаш и Самоделкин

Областной турнир мобильных роботов 2014 глазами команды "Карандащ и Самоделкин". Соревнования среди участников от 7 до 18 лет прошли в пяти номинациях: следование по линии, кегельринг-МАКРО, лестница, стена и сумо. Общее количество участников превысило 260 человек.


Карандаш и Самоделкин на российском этапе WRO 2014

С 20 по 22 июня 2014 года в Казани прошел Российский этап Всемирной Олимпиады Роботов - одного из центральных мероприятий, посвященных научно-техническому творчеству и робототехнике. В 2014 году в олимпиаде приняли участие 720 робототехников в возрасте от 5 до 20 лет — это 373 команды из 42 субъектов РФ.


Областной фестиваль робототехники 2014. Самарская область

27 марта 2014 года в Самаре на базе СОЦДЮТТ состоялся III областной фестиваль робототехники, в котором приняло участие 41 команда из учреждений Самарской области (г.о.Сызрань, г. Самара, г. Кинель, г. о.Тольятти, с Красный Яр). Ребята соревновались в номинациях шагающие роботы, траектория, лабиринт и сумо.


понедельник, 26 октября 2015 г.

Турнир мобильных роботов 2013

Турнир мобильных роботов 2013 глазами участников команды "Карандаш и Самоделкин". Турнир проводился Самарским государственным аэрокосмическим университетом имени академика С.П. Королёва 14 ноября 2013 г. В рамках турнира состязались LEGO-роботы в категориях "Следование по линии", "Траектория", "Кегельринг-Квадро", "Колумб" и "Ван Гог".


РОБОМИР 2013. Карандаш и Самоделкин в Москве

Команда юных роботехников "Карандаш и Самоделкин" в составе сборной от области отправляется в Москву на фестиваль РОБОМИР.


Фестиваль робототехники 2013. Самарская область

Областной фестиваль робототехники, команда "Карандаш и Самоделкин" участвует в секциях "Батик" и "Сумо"


Областной турнир мобильных роботов. СГАУ, 08.11.2012

Команда юных робототехников, которая теперь называется "Карандаш и Самоделкин" участвует в областном турнире роботов в секциях следование по линии, траектория, кегельринг.


воскресенье, 25 октября 2015 г.

Фестиваль робототехники 2012. Самарская область

Первые соревнования юных робототехников. Команда получила временное название "Папай". Выступление в секциях траектория, кегельринг, кегельринг-квадро.


Самое популярное