9、RoboCup 2013 人形机器人足球赛技术亮点剖析

RoboCup 2013 人形机器人足球赛技术亮点剖析

1. 引言

在 RoboCup 人形机器人足球赛中，宾夕法尼亚大学 GRASP 实验室的 DARwIn 团队自 2010 年起就带着 DARwIn 系列机器人参与人形儿童组比赛，并自 2011 年以来一直保持冠军地位。该团队还开源了硬件和软件平台，DARwIn - OP 机器人以蓝图和商业产品的形式公开可用，UPenn 人形机器人软件平台也作为开源项目发布。这一开源举措对今年的人形儿童组比赛产生了重大影响，三分之二的团队至少使用了一台 DARwIn - OP 机器人或其变体，超过一半的团队在不同程度上使用了他们的软件框架。

在 2013 年的比赛中，DARwIn 团队主要关注以下几个方面的改进：
- 解决对称场地中无地标且球门柱颜色相同带来的定位难题。
- 增加更灵活的行走和踢球过渡方式。
- 优化换人执行策略。

2. 对称场地中的定位问题

2013 年 RoboCup 比赛最大的挑战是采用了完全对称的场地，以让比赛更接近人类足球。场地两侧的球门柱颜色相同，且半场的独特定位地标被移除，这使得机器人只能依靠模糊信息来确定自身位置。

团队一直使用基于粒子滤波器的定位策略，该策略可用于处理完全模糊的地标。但在完全对称的场地中，机器人根据观察可能有两个姿态候选：实际姿态和“翻转”姿态。“翻转”姿态是指姿态粒子被吸引到关于场地中心镜像的方向。若机器人误认“翻转”姿态，就会向自己的球门进攻和得分。这种情况通常在机器人在场地中心附近被推搡，导致姿态估计积累大量误差时发生。

为解决“翻转”定位问题，团队利用守门员的定位信息。守门员按策略不会接近场地