一、 整體性能及基本參數(shù)
機(jī)器人符合RoboCup類人組KidSize組別的競(jìng)賽要求，并能進(jìn)行各種算法研究，包括圖像處理，機(jī)器人定位，機(jī)器決策，軌跡規(guī)劃，步態(tài)規(guī)劃等。具體參數(shù)如下：
1、 身高H：58.8cm
2、 體重：3.0Kg
3、 自由度：21
4、 步行速度：0.16m/s
5、 穩(wěn)定工作時(shí)間: 30min
6、 基本動(dòng)作：包括前后步行、左右轉(zhuǎn)彎、左右移動(dòng)
7、 復(fù)雜動(dòng)作：踢球、撲球、自動(dòng)起立
8、 機(jī)器視覺：能識(shí)別球、機(jī)器人及球門
9、 軟件：基本動(dòng)作與復(fù)雜動(dòng)作規(guī)劃程序的源代碼
視覺系統(tǒng)的源代碼
決策系統(tǒng)程序的源代碼
詳細(xì)的使用說明書
二、 結(jié)構(gòu)
機(jī)器人共由21個(gè)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，每條腿 6個(gè)，其中踝關(guān)節(jié)2個(gè)，為側(cè)擺和前擺自由度，膝關(guān)節(jié)1個(gè)，為前擺自由度，髖關(guān)節(jié)3個(gè)，為前擺、側(cè)擺和旋轉(zhuǎn)自由度，腰關(guān)節(jié)1個(gè)，為旋轉(zhuǎn)自由度，每個(gè)手臂3個(gè)，頸部2個(gè)為俯仰和旋轉(zhuǎn)自由度，機(jī)器人可以靈活動(dòng)作，滿足足球機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)要求，兩組獨(dú)立電池分別為機(jī)器人上肢部分和下肢部分供電，尺寸標(biāo)準(zhǔn)符合Humanoid League Rules要求。
1、 控制及傳感系統(tǒng)
為滿足機(jī)器人自主決策和運(yùn)動(dòng)控制要求，機(jī)器人采用分布式控制系統(tǒng)，分別為運(yùn)動(dòng)控制層和決策層。運(yùn)動(dòng)控制層管理機(jī)器人的各種運(yùn)動(dòng)，功能包括步態(tài)存儲(chǔ)，在線姿態(tài)調(diào)整，舵機(jī)控制，以及除圖像外的所有姿態(tài)反饋。決策控制器處理圖像信息，生成運(yùn)動(dòng)指令，兩層控制互相通信，共享信息。
采用DSP控制器作為運(yùn)動(dòng)控制層，DSP工作頻率為150MHz，通過RS485管理舵機(jī)，其A/D模塊采集雙軸加速度計(jì)的數(shù)據(jù)，DSP內(nèi)核可以滿足大量的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)步態(tài)的在線調(diào)整；決策層使用掌上電腦，處理器內(nèi)核為ARM9，操作系統(tǒng)采用Windows Mobile 5.0，工作頻率為400MHz，可以處理USB攝像頭的圖像數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)獲得場(chǎng)外必要的指令，兩層控制器通過RS232通信。
機(jī)器人傳感器，包括USB攝像頭，雙軸加速度計(jì)，此外關(guān)節(jié)所采用的舵機(jī)能夠進(jìn)行角度、角速度、負(fù)載反饋，起到關(guān)節(jié)傳感器的作用。
2、 關(guān)鍵部件詳細(xì)參數(shù)
(1) 舵機(jī)
1) 腿部和腰部電機(jī)：力矩3.61Nm、轉(zhuǎn)速7.5rad/s；
2) 頭部和手臂電機(jī)：力矩1.65Nm、轉(zhuǎn)速5.1rad/s；
(2) 傳感器
1) 攝像頭：分辨率320×240、RGB格式、幀速15fps；
2) 加速度計(jì)：5V±5％供電電壓；4 mA輸入電流；測(cè)量方向：雙軸；測(cè)量范圍：±90°/±1 g；靈敏度 (室溫)：2 V／ｇ±0.5%； 任意軸耐加速度>20000g
(3) DSP控制卡：滿足實(shí)時(shí)控制的要求
1) 工作頻率：150MHz
2) CPU：32位，單指令周期
3) 內(nèi)存：128K 16位flash存儲(chǔ)器
4) 定時(shí)器：3個(gè)32位CPU級(jí)定時(shí)器
5) 串行外設(shè)：SPI、2個(gè)SCI、CAN
6) A/D：16通道12位ADC，單采樣/同步采樣，小采樣周期80ns
(4) PDA控制器參數(shù)
1) CPU：內(nèi)核為ARM9，時(shí)鐘頻率400MHz
2) 內(nèi)存：64M移動(dòng)SDRAM，128M flash存儲(chǔ)器
3) 操作系統(tǒng)：Microsoft Windows Mobile 5.0
4) 顯示：3.7英寸高亮度LCD，480×640分辨率
5) 外部接口： USB host接口，USB client接口，串行RS232端口
6) 網(wǎng)絡(luò)接口：藍(lán)牙 1.2，IEEE 802.1b無線網(wǎng)
7) 擴(kuò)展接口：SD/MMC卡插口
8) 電池：1200mAH鋰離子電池，8小時(shí)正常使用時(shí)間
9) 開發(fā)環(huán)境：Microsoft Visual Studio 2005，Windows Mobile 5.0 SDK開發(fā)包
3、 軟件系統(tǒng)：
根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制要求，運(yùn)動(dòng)控制卡需要同時(shí)具備舵機(jī)控制，姿態(tài)反饋，運(yùn)行步態(tài)，在線調(diào)試，下載和存儲(chǔ)步態(tài)的功能，采用主循環(huán)處理+中斷事件的程序結(jié)構(gòu)的多任務(wù)系統(tǒng)。
采用VC++6.0 MFC類庫(kù)編程，實(shí)現(xiàn)功能包括顯示每一幀，每個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角，能夠修改某一幀某個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角，能夠插入、刪除關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)、能夠單步執(zhí)行步態(tài)、連續(xù)執(zhí)行步態(tài)，調(diào)用步態(tài)，下載步態(tài)，搭建步態(tài)串以測(cè)試步態(tài)連續(xù)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，能夠在步態(tài)運(yùn)行期間檢測(cè)并且記錄機(jī)器人姿態(tài)參數(shù)。
決策層程序包括攝像頭驅(qū)動(dòng)程序和決策主程序兩個(gè)部分，其中攝像頭驅(qū)動(dòng)程序用于在PDA采集USB攝像頭的數(shù)據(jù)。
三、 競(jìng)賽服務(wù)要求：
1． 曾參加美國(guó)亞特蘭大RoboCup2007國(guó)際比賽、濟(jì)南RoboCup2007中國(guó)公開賽、2007重慶海峽兩岸機(jī)器人交流賽、蘇州RoboCup2008國(guó)際比賽，奧地利格拉茨RoboCup2009國(guó)際比賽，2010年鄂爾多斯中國(guó)公開賽，上述比賽中均獲得冠亞季名次不等。機(jī)器人具有四年比賽經(jīng)驗(yàn)，且各項(xiàng)性能及比賽源程序代碼、函數(shù)庫(kù)滿足RoboCup2010新規(guī)則的要求，能在2010年競(jìng)賽要求的場(chǎng)地上正常比賽，終身提供升級(jí)維護(hù)服務(wù)；
2． 可對(duì)機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu)、軟件流程及操作使用提供相關(guān)的培訓(xùn)服務(wù)。
3． 提供機(jī)器人控制板電路圖，數(shù)據(jù)手冊(cè)，用于故障檢測(cè)。
提供實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目建議和相應(yīng)的指導(dǎo)書。
