Видео

Краткое описание элементной базы, электроники и особенностей конструкции

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

Конструкция.
У конструкции нашего робота есть несколько основных отличий, которые выделяют его на фоне остальных роботов-футболистов.
1. В связи с переходом на новые бесколлекторные моторы Maxon, разработаны специальные привода сочетающие в себе колеса, подшипниковые узлы и редукторы.
2. Было решено установить два дриблинга для того, чтобы робот мог как можно быстрее и эффективней подъезжать к мячу: как сзади, так и спереди. Такое решение позволяет реализовывать более интересные и сложные тактики. Чтобы сохранить возможность бить по мячу в трех направлениях с каждого дриблинга, мы разработали специальную систему позволяющую делать это всего с помощью двух дриблингов вместо четырех. Это позволило сэкономить достаточно много веса и свободного места внутри робота.
3. Также на нашем роботе установлено большое количество различных датчиков и модулей необходимых для более точного позиционирования на поле, например: специальный датчик лидар и одноплатный компьютер Khadas Vim 3.

Своим главным достижением мы считаем то, что все необходимое оборудование мы смогли уместить в роботе подходящем по размерам под регламент 21 года. Наш робот полностью помещается в цилиндр 20 на 20 сантиметров. Чтобы вес нашего робота не превышал 2300 грамм, при его разработке были использованы такие легкие материалы, как различные пластики и алюминий. Электроника. На наших роботах по 3 основные платы и 7 дополнительных плат. Основные платы включают главную плату, плату датчиков линии и плату повышающего преобразователя напряжения. Дополнительные платы включают в себя 4 платы датчиков наличия мяча, плату аккумулятора и платы, являющиеся коммуникационными для камеры и лидара. На главной плате располагается главный микроконтроллер stm32f407, 4 драйвера моторов и компоненты ввода-вывода информации, такие как кнопки, экран и bluetooth-модуль. В этом году используются более маленькие соленоиды, поэтому для сохранения силы удара, необходимо заряжать конденсаторы более высоким напряжением. Для этого был разработан модуль повышающего преобразователя напряжения, который способен заряжать конденсаторы вплоть до 250 вольт. Так же были разработаны новые платы датчиков линии. Наши старые роботы очень часто выезжали в аут, потому что плохо видели линию. Чтобы решить эту проблему было решено заменить датчики на другие, с более широким углом обзора, а также расположить их более грамотно. На старой плате датчики располагались крестом, а на новой - располагаются по окружности. Теперь наши роботы всегда хорошо видят линию, вне зависимости от того, где роботы расположены.

Описание ПО робота (язык и среда программирования, перечень реализованных алгоритмов, описание структуры программы )

Большая часть алгоритмов написана на языке Python3.8 и выполняется на микрокомпьютере. Микроконтроллеры STM выполняют функции обработки данных с микрокомпьютера, таких как подача полученных скоростей на моторы. В каждый момент времени робот рассчитывает свое положение на поле с помощью камеры, ориентируясь по воротам. С помощью сверточной нейронной сети происходит определение роботов противника, а полученные значения уточняются с помощью анализа величины градиента. Для аппроксимации траекторий используется метод наименьших квадратов, с помощью которого достигается максимальная точность определения скоростей. Кроме того, для улучшения стабильности работы на больших скоростях применяется прогнозирование положений объектов на поле на небольшой промежуток времени вперед.

Стратегия (как решается задача, заданная регламентом лиги)

Основу стратегии составляет продвинутая система позиционирования роботов на поле. С ее помощью мы получаем возможность рассчитывать скорости объектов находящихся на поле, таких как роботы противника и мяч. Используя эти данные, роботы могут строить модель поля в реальном времени, и прогнозировать траектории движения отдельных объектов, что позволяет значительно увеличить точность работы всех алгоритмов. В процессе игры существует строгое разделение ролей роботов, которое тем не менее может меняться. Кроме того, в случае когда один из роботов выбывает из игры, оставшийся переключает модель поведения на гибридную, при которой оставшийся бот, не только отбивает мячи которые летят в ворота, но и, захватывая их, пытается забить в ворота противника. Также используется несколько методик для определния положения роботов противников, с помощью которых наши роботы закрывают корпусом мяч от противника. В обычной ситуации стандартное поведение нападающего состоит из нескольких этапов: перехват мяча, закрытие корпусом мяча от роботов противника, и обвод роботов противника по краю поля. Данная стратегия позволяет получить значительное превосходство против противников не умеющих определять роботов соперника. Стратегия же вратаря заключается в прогнозировании траектории мяча, и его перехвате, для последуюей передачи нападающему, что позволяет не терять мяча в сложных игровых ситациях. Кроме того, любая стратегия является адаптивной, то есть в любой момент игры для каждого робота выбирается одна из возможных моделей поведения, которая является приоритетной или наиболее эффективной на текущий момент.

Плакат

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его