1、溫州中學(xué)自主足球機(jī)器人系統(tǒng)1納英特足球機(jī)器人進(jìn)攻程序設(shè)計(jì)說明一、文檔概要1. 本文檔是對(duì)溫州中學(xué)購(gòu)買的納英特足球機(jī)器人的自主進(jìn)攻程序設(shè)計(jì)說明。2. 該程序具備通用性，可以方便地移植到其他機(jī)器人系統(tǒng)中。3. 本文檔最后修訂于 2010 年 6 月 17 日。4.納英特足球機(jī)器人進(jìn)攻程序根據(jù)傳感器收集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理， 做出決策， 控制機(jī)器人行為。二、設(shè)計(jì)說明1.本原型通過不同的實(shí)際情形， 一層一層描述數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，最后決定出馬達(dá)的功率，控制機(jī)器人的機(jī)械行為。2. 本程序處理流程如下：三、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)1. 線性插值、雙線性插值介紹a) 線性插值經(jīng)常用于補(bǔ)充表格中的間隔部分。假設(shè)一個(gè)表格列出了一

2、個(gè)國(guó)家1970 年、 1980 年、 1990 年以及2000 年的人口，那么如果需要估計(jì)1994的人口的話， 線性插值就是一種簡(jiǎn)便的方法。兩值之間的線性插值基本運(yùn)算在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的應(yīng)用非常普遍，以至于在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的行話中人們將它稱為lerp 。所有當(dāng)今計(jì)算機(jī)圖形處理器的硬件中都集成了線性插值運(yùn)算，并且經(jīng)常用來組成更為復(fù)雜的運(yùn)算：例如，可以通過三步線性插值完成一次雙年線性插值運(yùn)算。 由于這種運(yùn)算成本較低， 所以對(duì)于沒有足夠數(shù)量條目的光滑函數(shù)來說，它是實(shí)現(xiàn)精確快速查找表的一種非常好的方法。溫州中學(xué)自主足球機(jī)器人系統(tǒng)2b) 雙線性插值， 又稱為雙線性內(nèi)插。 在數(shù)學(xué)上， 雙線性插值是有兩個(gè)變

3、量的插值函數(shù)的線性插值擴(kuò)展，其核心思想是在兩個(gè)方向分別進(jìn)行一次線性插值。c) 以上摘自維基百科。d) 程序中涉及的一個(gè)變量到另一個(gè)變量的關(guān)系， 均取一定數(shù)量的樣本點(diǎn)， 由線性插值計(jì)算出其他值。兩變量到另一變量的關(guān)系，由雙線性插值補(bǔ)充待定值。以下是圖中未提及的細(xì)節(jié)。2. 追球a) 通過傳感器的數(shù)值計(jì)算出球的方向和距離b) 根據(jù)球的速度決定基速和轉(zhuǎn)向方向。c) 根據(jù)球的角度和距離決定轉(zhuǎn)向的程度。 （雙線性插值）d) 根據(jù)轉(zhuǎn)向程度決定較慢輪子與基速的比值。e) 根據(jù)兩輪的速度乘以系數(shù)得出實(shí)際的速度， 調(diào)整該系數(shù)可以降低全局速度， 盡量消除電池能力不同帶來的系統(tǒng)影響。3. 將球帶至對(duì)方球門a) 若朝向

4、對(duì)方球門，帶球即可。b) 若朝向自己的球門， 在球在正前方時(shí)， 將球的角度偏一個(gè)方向， 方向的左右由兩邊的障礙情況決定， 往空的那一方偏， 方向的大小由一個(gè)線性插值的函數(shù)描述 double vbRltv(double )。c) 若球已經(jīng)越過機(jī)身中央， 此時(shí)若不再偏一個(gè)角度， 為了追球， 機(jī)器就會(huì)繞回來了，朝向?qū)Ψ角蜷T。4. 撥球a) 帶球卡死在對(duì)方球門前或其他類似情形， 可以通過原地打轉(zhuǎn)很小一段時(shí)間， 將球撥動(dòng)。5. 如何把球帶直根據(jù)機(jī)身朝向，將球的方向稍偏一點(diǎn)即可。6. 和球場(chǎng)邊緣卡住了怎么辦a) 若持續(xù)一段時(shí)間球的方向不變， 那么將轉(zhuǎn)向的程度乘以一個(gè)系數(shù)， 即以指數(shù)級(jí)別增加。b) 持續(xù)一段

5、時(shí)間可以通過數(shù)決策次數(shù)決定。7. 為什么要分多個(gè)文件寫a) 為了方便查找對(duì)應(yīng)的函數(shù)，理清思路。b) 之所以要復(fù)制到安裝目錄下， 是因?yàn)榧{英特的編程環(huán)境并不像通常的編譯器那樣，在程序源文件的目錄下搜索文件。四、調(diào)試建議1. 關(guān)于接線請(qǐng)查看或修改sen.c文件，自說明的代碼描述了接線端口，并方便修改。2. 關(guān)于插值選任意多于兩個(gè)的樣本點(diǎn)均可， 但樣本點(diǎn)越多， 計(jì)算就越精確， 當(dāng)然耗費(fèi)的計(jì)算資源就越多。五、附關(guān)于防守程序的簡(jiǎn)要說明1. 防守程序邏輯簡(jiǎn)單，并沒有復(fù)雜的關(guān)系描述。2. 根據(jù)來光的角度不同決定移動(dòng)的方向和速度。3. 走的同時(shí)將前后輪速度根據(jù)朝向的不同給予差值， 以在移動(dòng)過程中始終以最佳狀態(tài)面向來球方向。溫州中學(xué)自主足球機(jī)器人系統(tǒng)34.空閑時(shí)執(zhí)行歸位動(dòng)作。5.歸位動(dòng)作可以隨時(shí)被打斷。六、對(duì)未來的建議1.防守程序中可以通過對(duì)球軌跡的判斷代替對(duì)當(dāng)前球方位的判斷，來獲得更高的靈活性。2. 可以考慮用統(tǒng)一形式描述“規(guī)則” ，完成一個(gè)執(zhí)行“規(guī)則”的框架，通過“規(guī)則”的修