8、2013年RoboCup中型组冠军：Water队机器人的技术革新

2013年RoboCup中型组冠军：Water队机器人的技术革新

1. 引言

RoboCup中型组比赛是机器人世界杯的重要组成部分，主要致力于推动多智能体系统（MAS）和分布式人工智能（DAI）的发展。比赛中，各队会派出五台自主机器人在18米长、12米宽的足球场上竞技，进球多者获胜。然而，这其中存在诸多技术挑战：
- 机器人需在实时收集赛场信息的同时做出决策，且要保持移动状态。
- 全向摄像头获取的图像存在畸变，程序需高效校正图像并提供精确位置信息。
- 比赛中机器人对抗激烈，要求机器人具备高强度的结构。
- 要在2050年击败人类足球队，机器人间的智能协作是一大挑战。

北京信息科技大学的Water队自2003年起投身于RoboCup中型组比赛。2003年设计出第一代机器人，配备两个差分轮和教练程序；2005年开始改进机器人的软硬件，参考全向轮控制相关内容，设计出第二代机器人，采用三轮全向底盘和360度镜面，同时重新设计并实现了图像处理和运动策略，教练程序也得到改进；2010年和2013年，Water队夺得RoboCup中型组冠军。过去一年，团队对全向轮、控球机构、掩码功能和定位模块进行了性能提升。

2. 硬件系统

Water队机器人的硬件系统中，摄像头捕捉图像并传输至车载计算机，车载计算机接收传感器和控制系统电路的信息后做出决策，再将决策发送给伺服器。2012年比赛错失冠军后，团队对硬件缺陷进行了修复，主要改进集中在全向轮和控球机构。

2.1 全向轮

全向轮带有小滚轮，可使轮子在任何方向自由移动。它既能沿主直径旋转，也能通过直径外侧的小滚轮实现正交方向的旋转，使机器人能朝