機器人世界杯

1 比賽介紹

　　機器人足球比賽的賽場長1.5米，寬1.3米，比乒乓球臺略小，場地畫有中線、中圈和門區(qū)。每隊由三個邊長不超過7.5厘米的立方形的遙控小車（機器人）組成。它們的任務(wù)就是將橘紅色的高爾夫球（足球）撞入對方的球門而力保本方不失球或少失球。比賽規(guī)則與一般足球相似，也有點球、任意球和門球等。只是因電池容量有限，每半場為5分鐘，中間休息10分鐘。下半場結(jié)束時若為平局，則有3分鐘的延長期，也實行突然死亡法和點球大戰(zhàn)。明顯不同之處在于球場四周有圍墻，所以沒有界外球，而在相持10秒后判爭球。

　　足球機器人系統(tǒng)

　　在硬設(shè)備方面包括機器人小車、攝像裝置、計算機主機和無線發(fā)射裝置。從功能上分，它包括機器人小車、視覺、決策和無線通訊4個子系統(tǒng)。

　　機器人結(jié)構(gòu)

　　機器人小車由車架、車輪、電機、減速機、測速碼盤、驅(qū)動電源、單片機控制電路與無線接收模塊等構(gòu)成。它可以按著主機發(fā)出的命令調(diào)整左、右輪轉(zhuǎn)速，以保證按預(yù)定的軌跡運動。

　　視覺子系統(tǒng)是機器人的眼睛。它由懸掛在球場中圈上空2米的攝像頭攝取圖像，由裝在主機內(nèi)的抓圖卡將圖像數(shù)字化，送入主機內(nèi)存，再由專用軟件對圖像進(jìn)行理解。由于雙方各有不同顏色的隊標(biāo)（黃色和藍(lán)色），而機器人也有不同的隊員色標(biāo)。這樣計算機就可以通過顏色分割辨識出全部機器人與球的坐標(biāo)位置與朝向。也就是進(jìn)行模式識別。

　　決策子系統(tǒng)

　　根據(jù)視覺系統(tǒng)給出的數(shù)據(jù)，應(yīng)用專家系統(tǒng)技術(shù)，判斷場上攻守態(tài)勢，分配本方機器人攻守任務(wù)，決定各機器人的運動軌跡，然后形成給各小車左右輪輪速的命令值。

　　無線通訊子系統(tǒng)通過主機串行口拿到命令值，再由獨立的發(fā)射裝置與裝在小車上的接收模塊建立無線通訊聯(lián)系，遙控場上各機器人的運動。

　　在機器人足球比賽過程中，上述4個子系統(tǒng)以每秒二、三十次，甚至更高的速率連續(xù)運行，人不得干預(yù)。

　　FIRA 5對5微型機器人足球比賽與3對3的主要區(qū)別在于比賽場地尺寸不同、機器人個數(shù)不同，其他基本相同。[1]

2 比賽類型

　　1、模擬組比賽

　　2 、小型機器人比賽

　　3、 整隊小型機器人比賽，每隊包括11個機器人

　　4、 中型機器人比賽

　　5、Sony有腿機器人比賽 (由Sony贊助)

　　6、 人形機器人比賽(從2002年開始，2002年前可能會有演示)

　　7、遙控機器人比賽(即將公布)

　　8、 RoboCup評論員系統(tǒng)演示

　　RoboCup仿真組比賽

　　Robocup仿真組比賽是在一個標(biāo)準(zhǔn)的計算機環(huán)境內(nèi)進(jìn)行的。

3 比賽規(guī)則

　　比賽規(guī)則基本上與國際足球聯(lián)合會的比賽規(guī)則一致。比賽的方式是由Robocup委員會提供標(biāo)準(zhǔn)的Soccerserver系統(tǒng)，各參賽隊編寫各自的CLIENT程序，模擬實際足球隊員參加比賽。

　　Soccerserver是一個允許競賽者使用各種程序語言進(jìn)行仿真足球比賽的系統(tǒng)。比賽以Client/Server方式進(jìn)行。Server，即Soccerserver，提供了一個虛擬場地，并對比賽雙方的全部隊員和足球的移動進(jìn)行仿真。Client，相當(dāng)于球員的大腦，指揮球員的運動。Server和Client之間的通信是通過UDP/IP協(xié)議進(jìn)行的。所以，競賽者可以使用支持UDP/IP的任何程序系統(tǒng)。

4 創(chuàng)建背景

　　目前共有三個全球性的機器人比賽聯(lián)盟， 分別是以亞太地區(qū)為主的“國際奧林匹克機器人大賽”(WRO， World Robot Olympiad)、總部位于美國的“第一樂高聯(lián)盟”(FLL，F(xiàn)IRST Lego League)， 與近來相當(dāng)受人矚目的機器人世界杯足球賽。其中機器人世界杯系列活動是一項綜合教育與科技的國際性活動， 亦是學(xué)術(shù)成分最高的賽事。

　　這項競技的目標(biāo)是讓機器人在2050年擊敗人類世界杯冠軍，為實現(xiàn)這一目標(biāo)產(chǎn)生的技術(shù)將能夠廣泛應(yīng)用于體育以外的領(lǐng)域。組織者創(chuàng)造了多個競爭類別，包括小型機器人、大型機器人、人形機器人甚至是虛擬機器人，計劃是結(jié)合它們的技術(shù)形成全明星的機器人球隊，它們有朝一日將能夠贏得人類VS機器的比賽。

　　除了替換、移除已經(jīng)破損的機器人，或者當(dāng)裁判拒絕否決比賽中某個向?qū)κ址敢?guī)的機器人時。在所有的比賽種類中，一旦游戲開始就不再允許任何人類干預(yù)。

　　中等大小的機器人比賽，也就是所謂的“R2-D2聯(lián)賽”，非常類似于真正的足球比賽，它們將在18米長的球場比賽。參賽者是由伊朗加茲溫省開放大學(xué)研發(fā)的中等大小機器人，外形類似浮標(biāo)，速度高達(dá)22千米每小時。

　　這些機器人利用不同的踢法進(jìn)行傳球和射門，它們會通過無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系交流彼此所處的位置。然而，最具欣賞性的比賽則是“標(biāo)準(zhǔn)平臺”種類，所有的參賽者都是使用相同的小型人形機器人，它們都是由法國Aldebaran Robotics機器人公司建造的。[3]

5 歷屆狀況

　　1997年

　　1997年8月23-29日，第一屆RoboCup比賽及會議在日本的名古屋舉行。

　　第一屆RoboCup比賽分為三組：小型機器人比賽、中型機器人比賽和計算機仿真比賽，共有超過40支球隊參加了這三種比賽。其中參加仿真比賽的球隊有32支（歐洲8支、北美8支、大洋洲2支、日本14支）。四個隊參加了小型機器人賽，他們是：CMU(USA) 、 Paris-VI(France)、University of Girona(Spain)和Nara Advanced Institute of Science and Technology(Japan)。參加中型機器人比賽的5個隊為：ISI/USC(USA)、Osaka University(Japan) 、Ullanta Performance Robotics(USA) 、RMIT(Australia) 和Uttori United---A joint team of Riken, Tokyo Univ. (Japanand) Utsunomiya Univ. (Japan)。仿真組比賽的冠軍為來自德國Humbolt 大學(xué)的AT-Humbolt隊，它擊敗了東京理工學(xué)院的AndHill 隊。第三和第四名分別為ISI/USC和CMU。獲得小型組冠軍的是CMU，它以3:0的比分擊敗了Nara Advanced Institute of Science and Technology, Japan。中型組的冠軍由ISI/USC和Trackies of Osaka University同時獲得，因為它們兩次戰(zhàn)平0：0和2：2。同時還頒發(fā)工程挑戰(zhàn)獎和科學(xué)挑戰(zhàn)獎。

　　2006年

　　中國進(jìn)步

　　2006年由范長杰、吳鋒等7名在校學(xué)生組成的中國科技大學(xué)隊在6月14日至18日德國第十屆機器人世界杯足球賽上，獲得1項冠軍、1項亞軍和1項第五名，創(chuàng)造了自2000年中國派隊參加機器人世界杯賽以來最好成績。來自全球的200多所大學(xué)參加了這屆機器人世界杯足球賽7個大項的比賽。

　　2010年

　　中國奪冠

　　2010年6月，北京信息科技大學(xué)以本科生為主組成的代表隊在新加坡舉行的中型機器人足球世界杯賽中戰(zhàn)勝以博士生、碩士生和本科生混合編組的上屆冠軍荷蘭愛因霍夫理工大學(xué)隊取得冠軍，為國家爭得了榮譽，并在2011年成功衛(wèi)冕。

　　2013年

　　2013年6月24—6月30日在荷蘭埃因霍溫舉行的第17屆Robocup機器人RoboCup機器人世界杯中型組比賽中，中國北京信息科技大學(xué)機器人足球隊“Water”，經(jīng)過三輪小組循環(huán)賽和四強淘汰賽共13場比賽的激烈角逐，決賽中通過加時以3:2的比分戰(zhàn)勝衛(wèi)冕冠軍、東道主荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)隊，再次奪得“世界杯”冠軍，實現(xiàn)了四屆比賽三奪桂冠的壯舉[1] 。

　　2013年中國隊情況

　　2013年比賽共有美國、德國、巴西、西班牙、意大利、中國等約40個國家和地區(qū)的2500名“選手”參賽，在機器人足球、機器人搜救、機器人家居服務(wù)、機器人技能展示等多個領(lǐng)域一決高下。

　　中國隊共獲得三項世界杯冠軍：

　　北京信息科技大學(xué)機器人足球隊“Water”隊奪得中型組冠軍

　　浙江大學(xué)ZjuNlict隊奪得小型組奪冠

　　南京郵電大學(xué)Apollo3D奪得3D仿真組冠軍

　　2017年

　　2014年7月7日，日本名古屋市長河村隆之在當(dāng)天的記者會上宣布，將申辦2017年機器人世界杯足球賽“RoboCup”。預(yù)計最終結(jié)果將于2015年夏天在泰國舉行的RoboCup國際委員會上揭曉。