專利名稱：基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作領(lǐng)域和機器人足球技術(shù)，具體地說是一種基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法。
背景技術(shù)：
在互聯(lián)網(wǎng)遙操作機器人的研究領(lǐng)域中，互聯(lián)網(wǎng)的隨機時延和時延抖動等特性給系統(tǒng)的穩(wěn)定性、透明性都帶來了很多問題。此外，基于互聯(lián)網(wǎng)對多機器人的遙操作和遙操作機器人對動態(tài)目標(biāo)的操作也有很多的研究工作。近年來，機器人足球作為機器人學(xué)的一個標(biāo)準(zhǔn)問題，受到了越來越多的關(guān)注。建立基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作機器人足球比賽系統(tǒng)，對機器人傳感技術(shù)，機器人的機敏運動性能，多機器人協(xié)調(diào)，機器人行動多樣化，通信和運動的實時性等方面的研究都能夠起到推動和促進(jìn)作用。
基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作機器人足球比賽中，機器人的操作對象足球始終處在運動當(dāng)中，多個機器人需要通過協(xié)作配合，將足球踢進(jìn)對方球門并阻止對方的進(jìn)攻，這就要求對機器人的操作具有良好的實時性和透明性，能夠有效的捕捉到動態(tài)目標(biāo)進(jìn)行操作，同時多機器人之間還要有相應(yīng)的協(xié)調(diào)策略。建立和研究這樣的系統(tǒng)，有重要的研究意義和實用價值。但目前還沒有這方面的報道。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法。
本發(fā)明具體技術(shù)方案為將系統(tǒng)分為比賽現(xiàn)場和操作現(xiàn)場兩部分，兩部分之間通過互聯(lián)網(wǎng)相連，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)Socket進(jìn)行通訊；一方面，比賽現(xiàn)場部分?jǐn)z像機采集機器人足球比賽中的場地信息，足球機器人位姿，球的位置等信息，并通過視頻計算機和控制計算機分別將現(xiàn)場視頻圖像和比賽信息數(shù)據(jù)傳送到操作者端，其中視頻計算機將視頻圖像的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)字視頻信號送至視頻接收發(fā)送器，同時還接收操作者端的操作視頻，進(jìn)行顯示輸出；控制計算機從視頻圖像中提取足球機器人的位姿，求出球的位置信號，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)送至網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊，同時，接收操作者端的命令和信息，并通過無線串口通訊控制比賽場地中足球機器人的運動；另一方面，操作現(xiàn)場的操作者通過視頻接收發(fā)送器接收比賽現(xiàn)場視頻計算機的視頻反饋信息，通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊接收足球機器人的位姿并探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊將預(yù)測結(jié)果經(jīng)圖像重構(gòu)模塊顯示給操作者，操作者根據(jù)反饋信息操作游戲桿、發(fā)布操作命令，操作命令結(jié)合預(yù)測結(jié)果、通過命令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為足球機器人的左右輪速度，然后傳送到控制計算機；操作者的操作過程由攝像頭采集，經(jīng)視頻接收發(fā)送器發(fā)送到比賽現(xiàn)場的視頻計算機；所述命令轉(zhuǎn)換模塊流程為首先讀取游戲桿狀態(tài)信息，和機器人姿態(tài)及速度預(yù)測增量以及角速度預(yù)測增量，然后判斷方位角范圍，如其范圍大于1/4π且小于3π/4，則速度置為-Y/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，判斷方位角范圍是否大于等于3π/4且小于等于5π/4，是，則速度置-X/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，判斷方位角θ范圍是否大于等于5π/4且小于等于7π/4，若是，則速度置Y/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，給速度置-X/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；在程序結(jié)束時退出；所述網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊用于預(yù)測機器人的實際位姿，設(shè)定時延的閾值n1，n2，n3，判斷網(wǎng)絡(luò)時延τ與閾值的關(guān)系，計算相應(yīng)的速度預(yù)測增量以及角速度預(yù)測增量；具體流程為首先實時探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，然后讀取足球機器人的位姿和足球機器人前一刻的速度、角速度，通過公式計算位姿預(yù)測值，設(shè)定初始化閾值n1、n2、n3，當(dāng)時延值大于等于n1、小于等于n2時，將速度預(yù)測增量置Δv1，角速度預(yù)測增量置π/m1；當(dāng)時延值大于等于n2、小于等于n3時，將速度預(yù)測增量置Δv2，角速度預(yù)測增量置π/m2；當(dāng)時延值大于等于n3時，將速度預(yù)測增量置Δv3，角速度預(yù)測增量置π/m3，否則將速度預(yù)測增量置0，角速度預(yù)測增量置0，返回探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)延值；所述圖像重構(gòu)模塊流程是在操作者界面畫出足球場地，然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實時讀取網(wǎng)絡(luò)傳來的足球機器人的位姿數(shù)據(jù)，利用圖形用戶接口函數(shù)在操作者界面的場地上重構(gòu)出機器人的運動狀態(tài)；所述基于事件的控制方法以操作計算機作為規(guī)劃器，輸出的控制命令經(jīng)控制計算機至被控對像，將被控對像的運動信息反饋至控制計算機輸入端，與規(guī)劃器輸出的控制命令進(jìn)行比較后，傳給作為控制器的控制計算機；選取控制計算機、視頻計算機的信號為遠(yuǎn)程信息源，以遠(yuǎn)程信息源的信息傳輸作為非時間運動參量，將控制計算機、視頻計算機的信息送至規(guī)劃器，形成一個完整的交互過程。
本發(fā)明原理是提供了建立實際比賽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，采用客戶端(操作現(xiàn)場)/服務(wù)器(比賽現(xiàn)場)模式，通過傳送現(xiàn)場圖像及機器人和球的位置來提供給操作者現(xiàn)場信息，操作者操作游戲桿發(fā)布控制命令，通過命令轉(zhuǎn)換模塊和根據(jù)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊將游戲桿的輸入轉(zhuǎn)化為足球機器人的左右輪速度，然后通過互聯(lián)網(wǎng)傳送命令和反饋數(shù)據(jù)，以完成機器人足球比賽。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.本發(fā)明可以建立基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作機器人足球比賽系統(tǒng)，建立這樣的系統(tǒng)，對研究互聯(lián)網(wǎng)機電系以及機器人傳感技術(shù)，機器人的機敏運動性能，多機器人協(xié)調(diào)，機器人行動多樣化，通信和運動的實時性等方面都能夠起到推動和促進(jìn)作用。
2.采用本發(fā)明，建立基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作機器人足球比賽系統(tǒng)還具有重要的社會效益。采用遙操作的方式進(jìn)行機器人足球賽，直接參與性強，簡單易行，對抗激烈，具有很強的趣味性，而以互聯(lián)網(wǎng)作為媒介，可以使更多的人參與到機器人足球比賽中，增強機器人足球賽在普通大眾中的普及，提升大眾尤其是青少年對機器人的興趣。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的框圖。
圖2為本發(fā)明一個實施例3對3機器人足球比賽的示意圖。
圖3為命令轉(zhuǎn)換模塊的流程圖。
圖4為網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊的流程圖。
圖5為圖像重構(gòu)模塊的流程圖。
圖6為基于事件的控制方法框圖。
具體實施例方式
實施例1圖1所示為基于互聯(lián)網(wǎng)的建立遙操作機器人足球比賽系統(tǒng)的框圖。系統(tǒng)分為比賽現(xiàn)場和操作現(xiàn)場兩部分，兩部分之間通過互聯(lián)網(wǎng)相連，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)Socket進(jìn)行通訊。一方面，比賽現(xiàn)場部分?jǐn)z像機采集機器人足球比賽中的場地信息，足球機器人位姿，球的位置等信息，并通過視頻計算機和控制計算機分別將現(xiàn)場視頻圖像和比賽信息數(shù)據(jù)傳送到操作者端，其中視頻計算機采用視頻卡(市購產(chǎn)品)將視頻圖像的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)通過視頻會議程序(市購產(chǎn)品)將數(shù)字視頻信號送至視頻接收發(fā)送器；同時還接收操作者端的操作視頻，進(jìn)行顯示輸出；控制計算機通過圖象處理程序(市購產(chǎn)品)從視頻圖像中提取足球機器人的位姿和球的位置信號，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)送至網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊；同時，接收操作者端的命令和信息，并通過無線串口通訊控制比賽場地中足球機器人的運動。操作現(xiàn)場的操作者通過視頻接收發(fā)送器接收賽現(xiàn)場視頻計算機的視頻反饋信息，通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊接收足球機器人的位姿并探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊將預(yù)測結(jié)果經(jīng)圖像重構(gòu)模塊顯示給操作者；另一方面，操作現(xiàn)場的操作者根據(jù)反饋信息操作游戲桿、發(fā)布操作命令，操作命令結(jié)合預(yù)測結(jié)果、通過命令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為足球機器人的左右輪速度，然后傳送到控制計算機；操作者的操作過程由USB攝像頭采集，經(jīng)視頻接收發(fā)送器發(fā)送到比賽現(xiàn)場的視頻計算機。
其中，由于以互聯(lián)網(wǎng)作為傳輸通道，操作者接收的反饋信息和發(fā)布的操作命令都通過網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊進(jìn)行了補償。除了應(yīng)用視頻接收發(fā)送器接收現(xiàn)場視頻，還應(yīng)用圖像重構(gòu)模塊根據(jù)反饋的機器人位姿，球的位置以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對比賽現(xiàn)場進(jìn)行了圖像重構(gòu)，方便操作者進(jìn)行比賽。所述網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊、命令轉(zhuǎn)換模塊、視頻接收發(fā)送器、圖像重構(gòu)模塊作為程序均存儲于操作計算機中。
圖2為按照圖1所示系統(tǒng)框圖建立的3對3遙操作足球機器人比賽系統(tǒng)的示意圖?，F(xiàn)場端為3對3的足球機器人比賽場地和相應(yīng)的比賽設(shè)施。比賽場地上方安裝攝像機采集比賽現(xiàn)場視頻和比賽數(shù)據(jù)信息，攝像機分別與控制計算機(通過圖像采集卡，市購產(chǎn)品)和視頻計算機(通過視頻卡，市購產(chǎn)品)相連，兩個計算機分別連接到互聯(lián)網(wǎng)上，與操作者端進(jìn)行通訊。控制計算機裝有無線串口用以發(fā)送命令給機器人執(zhí)行，操作者端的操作計算機與互聯(lián)網(wǎng)相連，計算機上安裝相應(yīng)數(shù)目的游戲桿用來產(chǎn)生控制命令。
圖3為按照圖1所建立的系統(tǒng)中的命令轉(zhuǎn)換模塊的流程圖。具體流程為首先讀取游戲桿狀態(tài)信息X(為游戲桿水平軸的值)，Y(為游戲桿垂直軸的值)，R(為游戲桿旋轉(zhuǎn)軸的值)，和機器人姿態(tài)(方位角θ)及速度預(yù)測增量Δv以及角速度預(yù)測增量Δω，然后，判斷方位角θ范圍，如其范圍大于1/4π且小于3π/4，則v置-Y/20，計算角速度預(yù)測值ω及足球機器人的左右輪速度vl和vrr；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速vl和vr信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，判斷方位角θ范圍是否大于等于3π/4且小于等于5π/4，是，則v置-X/20，計算角速度預(yù)測值ω及足球機器人的左右輪速度vl和vr；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度vl和vr信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，判斷方位角θ范圍是否大于等于5π/4且小于等于7π/4，若是，則v置Y/20，計算角速度預(yù)測值ω及足球機器人的左右輪速度vl和vr；當(dāng)程序不結(jié)束時返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，給v置-X/20，計算角速度預(yù)測值ω及足球機器人的左右輪速度vl和vr；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度vl和vr信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；在程序結(jié)束時退出。
其中本實施例命令轉(zhuǎn)換模塊讀取游戲桿的輸入X，Y，R和機器人的方位角θ，根據(jù)公式(1)、(2)計算出速度v和角速度ω，然后疊加網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊的預(yù)測值Δv以及Δω ω＝2πnR/1000 (2)；最后通過公式(3)計算出機器人的左右輪速度并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給控制計算機，執(zhí)行。
vl=v+0.5dωvr=v-0.5dω---(3);]]>公式(2)中的n為轉(zhuǎn)速為可調(diào)控制量。d為足球機器人的左右輪之間的距離。
如圖4所示，網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊用于預(yù)測機器人的實際位姿，設(shè)定時延的閾值n1，n2，n3，判斷網(wǎng)絡(luò)時延τ與閾值的關(guān)系，應(yīng)用不同的公式計算出相應(yīng)的速度預(yù)測增量Δv以及角速度預(yù)測增量Δω；具體流程為首先實時探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，然后讀取足球機器人的位姿和足球機器人前一刻的速度、角速度，通過公式計算位姿預(yù)測值，設(shè)定初始化閾值n1、n2、n3，當(dāng)時延值大于等于n1、小于等于n2時，將速度預(yù)測增量置Δv1，角速度預(yù)測增量置π/m1；當(dāng)時延值大于等于n2、小于等于n3時，將速度預(yù)測增量置Δv2，角速度預(yù)測增量置π/m2；當(dāng)時延值大于等于n3時，將速度預(yù)測增量置Δv3，角速度預(yù)測增量置π/m3，否則將速度預(yù)測增量置0，角速度預(yù)測增量置0，返回探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)時延值。
本實施例初始化閾值n1、n2、n3雖網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)調(diào)整，三者關(guān)系為n1＜n2＜n3；速度預(yù)測增量Δv1、Δv2、Δv3可為-5，-10，-15，三者關(guān)系為Δv3＜Δv2＜Δv1；m3、m2、m1為10，15，20，三者關(guān)系為m1＜m2＜m3。
如圖5所示，利用圖像重構(gòu)模塊流程是在操作者界面畫出足球場地，然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(將足球機器人場地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為操作計算機屏幕坐標(biāo))，對應(yīng)實際比賽場地，實時讀取網(wǎng)絡(luò)傳來的足球機器人的位姿數(shù)據(jù)X，Y，θ，利用Windows GUI函數(shù)(圖形用戶接口函數(shù))在操作者界面的場地上重構(gòu)出機器人的運動狀態(tài)，使操作者的操作更加方便。
所述圖象重構(gòu)模塊是一個輔助性功能模塊，采用該模塊可以將比賽過程更直觀的呈獻(xiàn)給操作者。
如圖6所示，基于事件的控制方法以操作計算機作為規(guī)劃器，輸出的控制命令經(jīng)控制計算機至被控對像，將被控對像的運動信息反饋至控制計算機輸入端，與規(guī)劃器輸出的控制命令進(jìn)行比較后，傳給作為控制器的控制計算機；選取控制計算機、視頻計算機的信號為遠(yuǎn)程信息源，以遠(yuǎn)程信息源的信息傳輸作為非時間運動參量，將控制計算機、視頻計算機的信息送至規(guī)劃器，形成一個完整的交互過程(即一個事件單位)。其中以足球機器人為被控對像，由控制計算機控制。
應(yīng)用基于事件的控制方法可以使得系統(tǒng)的控制過程及與環(huán)境的交互過程均具有時間無關(guān)性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性可靠性和操作的透明性。
采用本發(fā)明方法，建立了基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作機器人足球比賽系統(tǒng)，對研究互聯(lián)網(wǎng)機電系以及機器人傳感技術(shù)，機器人的機敏運動性能，多機器人協(xié)調(diào)，機器人行動多樣化，通信和運動的實時性等方面都能夠起到推動和促進(jìn)作用。建立基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作機器人足球比賽系統(tǒng)還具有重要的社會效益，采用遙操作的方式進(jìn)行機器人足球賽，直接參與性強，簡單易行，對抗激烈，具有很強的趣味性，而以互聯(lián)網(wǎng)作為媒介，可以使更多的人參與到機器人足球比賽中，增強機器人足球賽在普通大眾中的普及，提升大眾尤其是青少年對機器人的興趣。本發(fā)明為基于互聯(lián)網(wǎng)的遙操作提供了良好的研究平臺同時也為機器人技術(shù)的普及提供了新的途徑。
權(quán)利要求
1.一種基于互聯(lián)網(wǎng)的建立遙操作機器人足球比賽系統(tǒng)的方法，其特征在于將系統(tǒng)分為比賽現(xiàn)場和操作現(xiàn)場兩部分，兩部分之間通過互聯(lián)網(wǎng)相連，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)Socket進(jìn)行通訊；一方面，比賽現(xiàn)場部分?jǐn)z像機采集機器人足球比賽中的場地信息，足球機器人位姿，球的位置信息，并通過視頻計算機和控制計算機分別將現(xiàn)場視頻圖像和比賽信息數(shù)據(jù)傳送到操作者端，同時，接收操作者端的命令和信息，并通過無線串口通訊控制比賽場地中足球機器人的運動；另一方面，操作現(xiàn)場的操作者通過視頻接收發(fā)送器接收比賽現(xiàn)場視頻計算機的視頻反饋信息，通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊接收足球機器人的位姿并探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊將預(yù)測結(jié)果經(jīng)圖像重構(gòu)模塊顯示給操作者，操作者根據(jù)反饋信息操作游戲桿、發(fā)布操作命令，操作命令結(jié)合預(yù)測結(jié)果、通過命令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為足球機器人的左右輪速度，然后傳送到控制計算機。
2.按照權(quán)利要求1所述基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于通過視頻計算機和控制計算機分別將現(xiàn)場視頻圖像和比賽信息數(shù)據(jù)傳送到操作者端的方法是視頻計算機將視頻圖像的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)字視頻信號送至視頻接收發(fā)送器，同時還接收操作者端的操作視頻，進(jìn)行顯示輸出；控制計算機從視頻圖像中提取足球機器人的位姿，求出球的位置信號，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)送至網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊。
3.按照權(quán)利要求1所述基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于其中操作者的操作過程可由攝像頭采集，經(jīng)視頻接收發(fā)送器發(fā)送到比賽現(xiàn)場的視頻計算機。
4.按照權(quán)利要求1所述基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于所述命令轉(zhuǎn)換模塊流程為首先讀取游戲桿狀態(tài)信息，和機器人姿態(tài)及速度預(yù)測增量以及角速度預(yù)測增量，然后判斷方位角范圍，如其范圍大于1/4π且小于3π/4，則速度置為-Y/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，判斷方位角范圍是否大于等于3π/4且小于等于5π/4，是，則速度置-X/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，判斷方位角θ范圍是否大于等于5π/4且小于等于7π/4，若是，則速度置Y/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；否則，給速度置-X/可調(diào)常數(shù)，計算角速度預(yù)測值及足球機器人的左右輪速度；當(dāng)程序不結(jié)束時發(fā)送左右輪速度信息至控制計算機后返回讀取游戲桿狀態(tài)信息；在程序結(jié)束時退出。
5.按照權(quán)利要求4所述的基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于所述可調(diào)常數(shù)為1～1000之間的整數(shù)。
6.按照權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊用于預(yù)測機器人的實際位姿，設(shè)定時延的閾值n1，n2，n3，判斷網(wǎng)絡(luò)時延τ與閾值的關(guān)系，計算相應(yīng)的速度預(yù)測增量以及角速度預(yù)測增量；具體流程為首先實時探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，然后讀取足球機器人的位姿和足球機器人前一刻的速度、角速度，通過公式計算位姿預(yù)測值，設(shè)定初始化閾值n1、n2、n3，當(dāng)時延值大于等于n1、小于等于n2時，將速度預(yù)測增量置Δv1，角速度預(yù)測增量置π/m1；當(dāng)時延值大于等于n2、小于等于n3時，將速度預(yù)測增量置Δv2，角速度預(yù)測增量置π/m2；當(dāng)時延值大于等于n3時，將速度預(yù)測增量置Δv3，角速度預(yù)測增量置π/m3，否則將速度預(yù)測增量置0，角速度預(yù)測增量置0，返回探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)延值。
7.按照權(quán)利要求6所述的基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于其中初始化閾值n1、n2、n3為大于0的常數(shù)，三者關(guān)系為n1＜n2＜n3；速度預(yù)測增量Δv1、Δv2、Δv3為小于0的常數(shù)，三者關(guān)系為Δv3＜Δv2＜Δv1；m1、m2、m3為大于1的可調(diào)常數(shù)，三者關(guān)系為m1＜m2＜m3；計算位姿預(yù)測值公式為x＝x+vτcosθ，y＝y(tǒng)+vτsinθ，θ＝θ+ωτ。
8.按照權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于所述圖像重構(gòu)模塊流程是在操作者界面畫出足球場地，然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實時讀取網(wǎng)絡(luò)傳來的足球機器人的位姿數(shù)據(jù)，利用圖形用戶接口函數(shù)在操作者界面的場地上重構(gòu)出機器人的運動狀態(tài)。
9.按照權(quán)利要求8所述的基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是將足球機器人場地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為操作計算機屏幕坐標(biāo)。
10.按照權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法，其特征在于所述基于事件的控制方法以操作計算機作為規(guī)劃器，輸出的控制命令經(jīng)控制計算機至被控對像，將被控對像的運動信息反饋至控制計算機輸入端，與規(guī)劃器輸出的控制命令進(jìn)行比較后，傳給作為控制器的控制計算機；選取控制計算機、視頻計算機的信號為遠(yuǎn)程信息源，以遠(yuǎn)程信息源的信息傳輸作為非時間運動參量，將控制計算機、視頻計算機的信息送至規(guī)劃器，形成一個完整的交互過程。
全文摘要
一種基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遙操作機器人足球比賽的方法。它分為通過互聯(lián)網(wǎng)相連的比賽現(xiàn)場和操作現(xiàn)場；比賽現(xiàn)場由攝像機采集機器人足球比賽信息，通過視頻計算機和控制計算機將現(xiàn)場視頻圖像和比賽信息數(shù)據(jù)傳送到操作者端，同時接收操作者端的命令，控制足球機器人的運動；操作現(xiàn)場通過視頻接收發(fā)送器接收視頻信息，通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊接收足球機器人比賽信息并探測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其預(yù)測結(jié)果經(jīng)圖像重構(gòu)模塊顯示給操作者，操作者根據(jù)反饋信息操作游戲桿發(fā)布的操作命令結(jié)合預(yù)測結(jié)果、通過命令轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為足球機器人的左右輪速度，然后傳送到控制計算機。本發(fā)明通過將遙操作技術(shù)融入機器人足球比賽，為拓展機器人足球的普及性和趣味性提供了新的技術(shù)途徑。
文檔編號A63H11/18GK1879926SQ20051004668
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者席寧, 王越超, 談大龍, 鄭偉 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所