Roboter-Fußball: Die RoboCup- Initiative

Prof. Dr. Raúl RojasFreie Universität Berlin

mit freundlicher Unterstützung von Prof. Bernhard Nebel

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Roboter-Fußball

• Seit 1997: RoboCup-Initiative, Mirosot• RoboCup - Zusammen mit KI-Konferenz • I - Simulationsliga• II - Kleine Roboter-Liga• III- Mittlere Roboter-Liga• IV- Sony-Hunde

Die Simulationsliga

Soccer server

Einfache Aktionen

Autonome Spieler

Schneller Einstieg

Die Liga der mittelgroßen Roboter

Spielfeld9 5 Meter

Vier gegenvier

Das Freiburger Team (Prof. Nebel)

Pioneer 1 RoboterLibretto NotebookWaveLan Radio-EthernetSchußapparat

Vision System7 SonarsSICK Laser ScannerInterne Odometrie

Team-Architektur

Spieler Spieler Spieler Spieler

GlobaleSensor-Integration

UserInterface

Kommunikation

ExternerRechner

Funk

Spieler-Architektur

Perzeptions-Module

Verhaltens-basierteSteuerung

Pfadplanung

Sensoren

Kommunikation

Aktuatoren

Perzeptions-Modul

Selbst-findung

Spieler-Erkennung

Ball-Erkennung

Modell-Bildung

Laser-scanner

Odometrie

Vision

Sonar

Roboter-Position

Sensor-Integration

scan

Welt-Modell

Selbstlokalisation und Scan-Matching

Scanlinien werden in Korrespondenz zu Modellinien gebracht

Spieler-Erkennung

Laserscan-Punkte

LokalesWeltmodell:enthält allewahrgenom-menen Objekte

Nicht sichtbareObjekte werdenerinnert

Globales Weltmodell

Multi-Roboter-Sensorintegration

Alle Spieler melden ihre Schätzungen (mit Zeitstempel).

Schätzungen der Spieler werden gemittelt.

Objekte werden lokal verfolgt.

Freund-Gegner Unterscheidung: die eigenen Spieler melden ihre Position !

Die Information wird an alle Spieler zurückgeschickt.

Verhaltensbasierte Steuerung(Torwart)

Minimierendes Winkels

Ball fangen Zum Ball drehen

Raumdeckung

Kooperation durch Nachrichten

Video - Middle Size League

Die Liga der kleinen Roboter

18 cm maximalerDurchmesser

Spielfeldaufbau

Globale KameraExterner RechnerFunkverbindung

Bild aus der Videokamera

1,52

2,74 Meter

640480 Pixel

RoboCup: Gruppe D, Stockholm

On-board-ElektronikFunk

Motoren

Die Motoren

Ein Motor pro Rad

1 m/s

16 Impulse pro Drehung

Feed-back-Schleife: Elektronik gleicht Soll-und Ist-Wert aus

Unser Board-Computer

• M6805-Mikrocontroller• 8K EEPROM• 16 Digitale I/O-Ports• 8 Analog-Eingaben• 2 Analog-Ausgaben

(PWM)• Status-LEDs• RS-232-Schnittstelle

Funkverbindung

Mikrocontroller

Wireless link SE-200(9600 Baud,433-434 MHz)

Roboter-ID

Der Schußapparat

RotierendePlatte

Video - Small Size League

Block-Diagramm der Software

Benutzer-schnittstelle

Funk-verbindung

ReaktivesVerhalten

Vision-System

Benutzerschnittstelle

Vision AutomatischeSteuerung

Initialisierung

Visualisierung

ManuelleSteuerung

Vision-System

Ball-Modul

Team-Modul

Team-Modul

Update-Modul

Frame Grabber

Koordinatentransformtion: Roboter, Ball, Hindernisse

Ballverfolgung

Brook‘s Subsumption-Architecture

Erweiterte Dynamic-Architecture

langsam

mittel

schnell

Sensoren Verhalten Aktuatoren

Reaktives Verhalten

Iterative Pfadplanung

Torwartverhalten

FU-Fighters versus Big Red

Die FU-Fighters

Lindstrot, Rojas, de Melo, Behnke, TenchioSprengel, Frötschl, Simon, Akers, Schebesch

Abschlußvideo