纳英特足球机器人进攻程序设计说明

1、温州中学自主足球机器人系统1纳英特足球机器人进攻程序设计说明一、文档概要1. 本文档是对温州中学购买的纳英特足球机器人的自主进攻程序设计说明。2. 该程序具备通用性，可以方便地移植到其他机器人系统中。3. 本文档最后修订于 2010 年 6 月 17 日。4.纳英特足球机器人进攻程序根据传感器收集的数据，经过处理， 做出决策， 控制机器人行为。二、设计说明1.本原型通过不同的实际情形， 一层一层描述数据与数据之间的关系，最后决定出马达的功率，控制机器人的机械行为。2. 本程序处理流程如下：三、设计细节1. 线性插值、双线性插值介绍a) 线性插值经常用于补充表格中的间隔部分。假设一个表格列出了一

2、个国家1970 年、 1980 年、 1990 年以及2000 年的人口，那么如果需要估计1994的人口的话， 线性插值就是一种简便的方法。两值之间的线性插值基本运算在计算机图形学中的应用非常普遍，以至于在计算机图形学领域的行话中人们将它称为lerp 。所有当今计算机图形处理器的硬件中都集成了线性插值运算，并且经常用来组成更为复杂的运算：例如，可以通过三步线性插值完成一次双年线性插值运算。 由于这种运算成本较低， 所以对于没有足够数量条目的光滑函数来说，它是实现精确快速查找表的一种非常好的方法。温州中学自主足球机器人系统2b) 双线性插值， 又称为双线性内插。 在数学上， 双线性插值是有两个变

3、量的插值函数的线性插值扩展，其核心思想是在两个方向分别进行一次线性插值。c) 以上摘自维基百科。d) 程序中涉及的一个变量到另一个变量的关系， 均取一定数量的样本点， 由线性插值计算出其他值。两变量到另一变量的关系，由双线性插值补充待定值。以下是图中未提及的细节。2. 追球a) 通过传感器的数值计算出球的方向和距离b) 根据球的速度决定基速和转向方向。c) 根据球的角度和距离决定转向的程度。 （双线性插值）d) 根据转向程度决定较慢轮子与基速的比值。e) 根据两轮的速度乘以系数得出实际的速度， 调整该系数可以降低全局速度， 尽量消除电池能力不同带来的系统影响。3. 将球带至对方球门a) 若朝向

4、对方球门，带球即可。b) 若朝向自己的球门， 在球在正前方时， 将球的角度偏一个方向， 方向的左右由两边的障碍情况决定， 往空的那一方偏， 方向的大小由一个线性插值的函数描述 double vbRltv(double )。c) 若球已经越过机身中央， 此时若不再偏一个角度， 为了追球， 机器就会绕回来了，朝向对方球门。4. 拨球a) 带球卡死在对方球门前或其他类似情形， 可以通过原地打转很小一段时间， 将球拨动。5. 如何把球带直根据机身朝向，将球的方向稍偏一点即可。6. 和球场边缘卡住了怎么办a) 若持续一段时间球的方向不变， 那么将转向的程度乘以一个系数， 即以指数级别增加。b) 持续一段

5、时间可以通过数决策次数决定。7. 为什么要分多个文件写a) 为了方便查找对应的函数，理清思路。b) 之所以要复制到安装目录下， 是因为纳英特的编程环境并不像通常的编译器那样，在程序源文件的目录下搜索文件。四、调试建议1. 关于接线请查看或修改sen.c文件，自说明的代码描述了接线端口，并方便修改。2. 关于插值选任意多于两个的样本点均可， 但样本点越多， 计算就越精确， 当然耗费的计算资源就越多。五、附关于防守程序的简要说明1. 防守程序逻辑简单，并没有复杂的关系描述。2. 根据来光的角度不同决定移动的方向和速度。3. 走的同时将前后轮速度根据朝向的不同给予差值， 以在移动过程中始终以最佳状态面向来球方向。温州中学自主足球机器人系统34.空闲时执行归位动作。5.归位动作可以随时被打断。六、对未来的建议1.防守程序中可以通过对球轨迹的判断代替对当前球方位的判断，来获得更高的灵活性。2. 可以考虑用统一形式描述“规则” ，完成一个执行“规则”的框架，通过“规则”的修