Робототехнический марафон - леготраффик и футбол роботов. Номинация «Футбол управляемых роботов Ничья в Финальном туре

26 марта текущего года пройдут Нижегородские областные отборочные соревнования в номинациях:

Автономный футбол роботов (ссылка на правила)

В этом состязании участникам необходимо подготовить автономных роботов (нападающего и вратаря) для участия в футбольном турнире. Для обеспечения автономности командам необходимо обзавестись специальными комплектующими от компании HiTechnic:

Управляемый футбол роботов (ссылка на правила)

В отличии от автономного футбола роботов, в этой номинации допускается, что один (и только один) из двух роботов может быть управляемым, из чего следует, что другой робот обязательно должен быть автономным. Управление неавтономным роботом может осуществляться с любого устройства (за исключением устройств, с помощью которых возможно загрузить программу в робота).

ЛЕГОтраффик (ссылка на ОБНОВЛЁННЫЕ правила )

Вводная статья об этой номинации также уже была опубликована на нашем блоге ранее (). В этом состязании участникам необходимо подготовить автономного робота, способного двигаться вдоль линии, соблюдая правила дорожного движения. Цель: найти на трассе фигурку «потерявшегося человека».

Напоминаем, что победитель в данной номинации будет претендовать на президентский гранд!

Обращаем ваше внимание на требования к участникам номинации "ЛЕГОтраффик":

• Одного робота представляет ОДИН участник (не команда);
• Возраст участников от 14 до 17 лет;

Если ваша команда не соответствует указанным требованиям, но имеет желание поучаствовать, то ей может быть предоставлена возможность участия, но её право на участие в отборе на финальный этап соревнований может быть под вопросом. При возникновении такой проблемы, пожалуйста, проконсультируйтесь с организаторами соревнований (контакты смотрите в конце записи).

Здесь хотелось обратить внимание на то, что правила номинации "ЛЕГОтраффик" были обновлены, соответственно правила, ссылка на которые указана выше, незначительно отличаются от той версии, что была опубликована ранее. Читая правила, обращайте внимание на то, что актуальной версией правил на данный момент считается та, на страницах которой (внизу) указано "редакция 2".

Изменения в правилах "ЛЕГОтраффик":

• В пункте 1.4 сокращено количество возможных элементов траектории (остались только: прямая линия, гладкий и крутой поворот, ответвление и перекрёсток, пустая секция);
• Уточнено расположение дорожных знаков на поле (только в углах секций) - пункт 1.7;
• Добавлено пояснение, что для робота имеют значение только знаки, расположенные справа от его направления движения - пункт 1.8;
• В таблице в пункте 1.9 добавлено требование к полю - знаки "Уступи дорогу" должны располагаться на каждом перекрёстке на смежных въездах на него;
• Добавлен пункт 1.11, в котором вносится требование к полю, дающее возможность участникам рассчитывать на то, что на расстоянии в 1 метр от границ поля не может возникнуть никаких посторонних объектов.
• В пункте 2.7 уточнено требование наличия у робота возможности выбора: иметь право на преимущество в движении или уступать дорогу встречному роботу (преимущество в движении означает ждать, пока встречный робот освободит дорогу);
• Добавлен пункт 3.5, в котором определяется, что окончательная конфигурация поля определяется непосредственно перед началом раунда (после карантина);
• Добавлен пункт 4.11, в котором введено новое понятие - мелкое нарушение;

Регламент соревнований: «Футбол управляемых роботов»

Участники: одна команда от учреждения (робототехнической команды) в составе: младшая возрастная категория 2 человека, старшая возрастная категория – 3 человека

Требования к роботу:

Робот должен умещаться в вертикальный цилиндр диаметром 22 см.

Высота робота не может превышать 22 см.

Робот не может превышать эти размеры в процессе игры. Робот может быть оборудован ударным механизмом, крайнее положение которого соответствует указанным размерам.

Робот не может захватывать мяч в процессе игры. Мяч должен быть постоянно виден, робот не может закрывать его своим корпусом.

Робот может управляться оператором извне через любой беспроводной канал (Bluetooth, инфракрасный и др). Допустимо использование любых устройств для беспроводного управления.

На каждом роботе должен быть вертикальный флагшток в виде оси Лего для прикрепления цветного флага, соответствующего играющей команде.

Требования к полю:

Поле целиком должно быть плоским.

Игровая поверхность выполнена из зеленого войлока или ковра.

Все линии разметки 20 мм шириной.

Стенки ворот прочно прикреплены к поверхности.

В качестве мяча используется стандартный мяч для гольфа оранжевого или розового цвета.

Вес приблизительно 46 г.

Диаметр приблизительно 43 мм.

Условия состязаний:

Каждым роботом управляет один оператор.

Ходить по полю и прикасаться к роботам может только судья или его помощник.

Матч состоит из двух таймов по 3 минуты каждый. Между таймами перерыв 5 минут. В финальных матчах длительность тайма составляет 5 минут.

На момент старта и после каждого гола роботы устанавливаются на линии ворот, а мяч в центре поля.

Если на момент начала тайма или в процессе игры робот потерял соединение с пультом управления (или у него разрядился аккумулятор), по решению судьи он снимается с поля и отдается оператору для установки соединения. Игра при этом не останавливается.

В случае клинча более 15 секунд, когда роботы не перемещаются или, сцепившись, кружатся на месте, судья может принять решение о розыгрыше мяча. Тогда судья приостанавливает матч, расставляет роботов и мяч по своему усмотрению и дает команду к продолжению.

В случае нарушения правил одной из команд судья может назначить штрафной. Роботы команды-нарушителя могут начать движение только после касания мяча роботом команды, выполняющей штрафной.

Во вратарской зоне запрещено ронять вратаря или прикасаться к вратарю в случае розыгрыша мяча. В обеих ситуациях мяч переходит к команде пострадавшего вратаря.

Если вратарь коснулся мяча в своей зоне, игроки противоположной команды обязаны покинуть вратарскую зону.

В зависимости от общего количества участников поединки проводятся в группах или по олимпийской системе.

Общая подготовка

1. Ознакомиться с правилами всех соревнований и программой Соревнований (выложены на странице соревнований http://vk.com/robotechnik2016

2. Подготовиться к участию в соревнованиях:

Гонки управляемых роботов

1. Собрать робота с управлением по Bluetooth, поставить на планшет приложение Arduino Bluetooth RC Car

2. Написать управляющую программу. Предпочтительно программа управления с движением непрерывным нажатием на кнопку приложения Arduino Bluetooth RC Car, не требующая многократно нажимать для движения

3. По возможности, написать и опробовать программу с движением по диагональным направлениям: одновременное нажатие кнопок вперед-вправо (I), вперед-влево (G), назад-вправо (J), назад-влево (H). Приложение посылает при каждом нажатии свой определенный символ, указанный в скобках. При получении такого символа на один мотор подать полная мощность (analogWrite 150), на другой – две трети мощности (analogWrite 100), так что робот будет не разворачиваться на месте, а постепенно сворачивать. Ожидается, что такое дополнительное управление ускорит прохождение ворот

4. Потренироваться на прохождении трассы через ворота и подобрать оптимальные скорости (по соотношению время прохождения трассы/точность вхождения в ворота) для своих роверов

Футбол управляемых роботов

1. Робот, участвующий в гонках с той же или похожей (например, с другими скоростями) прошивкой

2. На робота установить толкатель для мяча. Пример конструкции →

3. Толкатель должен крепиться на передней части робота, предпочтительно на два винта с гайками, чтобы ускорить его снятие и замену на держатель датчиков линии для следующего соревнования

Линия

1. Робот с прошивкой движения по линии

2. Держатель датчиков линии с одним или двумя датчиками. Детали, к которым датчики крепятся непосредственно, не должны быть металлическими. Датчики линии должны быть впереди робота (например, на двух длинных выступающих деталях), расстояние от поверхности до рабочей области датчика должно быть не более 10 мм

3. Держатель датчиков должен быть легко устанавливаемым на робота (например, привинчиваться двумя винтами) и обладать достаточной прочностью, чтобы не ломаться при транспортировке

Траектория

2. Программа движения по траектории с возможностью указать, в каком направлении поворачивать на перекрестках

3. Держатель датчиков линии с четырьмя и более (в зависимости от управляющей программы) датчиками

4. Держатель датчиков должен быть легко устанавливаемым на робота (например, привинчиваться двумя винтами) и обладать достаточной прочностью, чтобы не ломаться при транспортировке

Конкурс проектов

1. Подготовить и распечатать реферат для проекта. Содержание реферата дано в правилах Конкурса проектов

Общие положения.

1.1.1. Цвет полигона – зеленый.

1.1.2. Цвет линии разметки – белый.

1.1.3. Материал полигона – войлок или ковер, кавролин.

1.1.4. Ширина линии разметки – 15-20 мм.

1.1.5. Стенки ворот прочно прикреплены к поверхности.

1.1.6. На рисунке приведен пример поля.

Реальное поле может отличаться от рисунка.

1.2.1. В качестве мяча используется стандартный мяч для гольфа.

1.2.2. Цвет мяча – оранжевый или розовый.

1.2.3. Диаметр мяча – 43 мм.

1.2.4. Вес мяча – 46 г.

Требования к роботам.

2.1.2. При старте размер робота должен умещаться в вертикальный цилиндр диаметром 22 см.

2.1.3. Высота робота не должна превышать 22 см.

2.1.4. Робот не может превышать эти размеры в процессе игры. Робот может быть оборудован ударным механизмом, крайнее положение которого соответствует указанным размерам.

2.1.5. Вес робота не ограничен.

2.1.6. Каждым роботом управляет один оператор.

2.1.7. Управление должно производиться извне через любой беспроводной канал связи. Допустимо использование любых устройств для беспроводного управления.

2.1.8. Робот не должен закрывать мяч своим корпусом больше чем на 50%.

2.1.9. На каждом роботе должен быть установлен вертикальный флагшток в виде оси для крепления цветного флага, соответствующего играющей команде.

2.1.10. Провода должны быть связанны вместе и закреплены на корпусе робота, чтобы не мешать другим роботам в течение игры.

2.1.11. Робот, исполняющий роль вратаря, должен иметь отличительные черты (с разрешения судьи вратарем может считаться робот, который в начале тайма занял позицию на воротах).

2.1.12. Хотя бы один робот в команде должен быть оборудован ударным механизмом, удовлетворяющим требованиям размеров робота.

2.1.13. Робот не должен захватывать мяч в процессе игры. Захватом считается перекрытие более 50% мяча корпусом робота.

2.2. Дополнительные спецификации.

Судьи.

3.1. Полномочия судей.

3.1.1. Каждый матч проходит под контролем судей, которые имеют все полномочия, направленные на соблюдения правил игры.

3.2. Общие права и обязанности.

3.2.1. Обеспечивают соблюдение правил игры.

3.2.2. Проверяют, чтобы оборудование роботов соответствовало требованиям.

3.2.3. Обеспечивают отсутствие посторонних лиц на игровом поле.

3.2.4. Ходить по полю и прикасаться к роботам могут только судья.

3.2.5. Удаляют все отвалившиеся от роботов части за пределы поля.

3.3. Права и обязанности главного судьи.

3.3.1. По своему усмотрению останавливает ход игры в связи с обнаруженными нарушениями. 3.3.2. Возобновляет игру после остановки и устранения нарушения.

3.3.3. Имеет право принимать дисциплинарные меры против роботов совершающих нарушения, делая им предупреждения или удаляя с поля.

3.3.4. Имеет право советоваться с остальными судьями по поводу спорных ситуаций.

3.3.5. Принимает окончательные решения в ходе проведения игры

3.4. Права и обязанности судей-ассистентов.

3.4.1. Контролировать активность роботов на поле во время игры.

3.4.2. Уведомлять главного судью о незамеченных нарушениях или других ситуациях на поле. 3.4.3. Помогать в спорных ситуациях.

3.5. Решение судьи.

3.5.1. Решения судьи относительно фактов, связанных с игровыми моментами, считаются окончательными.

3.5.2. Судья может изменить свое решение, при условии, что он еще не возобновил игру.

3.6. Сигналы судьи.

3.6.1. Во время игры судья подает сигналы свистком.

3.6.2. Один свисток во время игры означает, что судья приостановил игру. Возобновление игры происходит так же по одному свистку судьи.

3.6.3. Двойной свисток дается по окончанию тайма/матча.

Игроки (операторы роботов).

Во время игры управляют роботами.

4.1. Права и обязанности.

4.1.1. Одним роботом может управлять только один игрок.

4.1.2. Четко знать правила игры.

4.1.3. Слушает команды судьи.

4.1.4. Может обратить внимание судьи на какие-либо нарушения правил во время игры.

4.1.5. Находиться во время игры вне поля за своими воротами.

4.1.7. Игрок может касаться роботов, находящихся в игре только с разрешения судьи.

4.1.8. Игрок может брать роботов в перерывах между таймами.

Игра.

5.1. Цель игры.

5.1.1. За время матча забить наибольшее количество голов команде соперника.

5.2. Регламент.

5.2.1. Игра ведется по системе плей-офф.

5.2.2. Матч состоит из двух таймов по 1,5 минуты каждый. Между таймами предусмотрен перерыв не более 2 минут.

5.2.3. Правила соревнований предусматривают дополнительный тайм в качестве дополнительного игрового времени, а так же серию буллитов и/или игры в уменьшенном составе команд, в условиях недопустимости ничей.

Игровые моменты.

6.1. Подготовка к игре.

6.1.1. Бросается жребий и та команда, что выигрывает в жеребьевке, выбирает вводить мяч в игру или выбрать половину поля.

6.1.2. Во второй половине матча команды меняются половинами поля и атакуют противоположные ворота. Команды могут договориться о том, чтобы не меняться половинами поля и воротами с согласия судьи.

6.1.3. Команда, чей соперник вводил мяч в игру в первой половине матча, вводит мяч во втором тайме.

6.1.4. Команда получает техническое поражение, если не смогла выставить на поле ни одного робота к назначенному времени матча/тайма.

6.2. Старт.

6.2.1. При старте роботы устанавливаются на своих половинах полей.

6.2.2. При старте мяч устанавливается в центре поля.

6.2.3. Соперники команды, выполняющей ввод мяча в игру, должны находиться за пределами центрального круга, пока мяч не введен в игру.

6.2.4. Игра начинается по свистку главного судьи.

6.2.5. Мяч считается введенным в игру после удара по нему ударным механизмом робота команды, которая осуществляет старт игры.

6.3. Удар от ворот.

6.3.1. Производится:

При касании и удержании (мяч не был выбит) вратарем мяча в течение 2 секунд, когда во вратарской зоне находится игрок команды соперника.

При касании вратаря игроком соперника во вратарской зоне, если мяч тоже находится во вратарской зоне.

При уходе мяча за линию ворот (и ее продолжение) от команды соперника.

6.3.2. Мяч устанавливается во вратарской зоне.

6.3.3. Игроки противоположной команды должны выехать за вратарскую зону на расстояние не менее 50 см.

6.3.4. После свистка мяч вводится в игру вратарем или игроком команды.

6.3.5. Замечание: при нападении мяч может быть тут же выбит из вратарской зоны. В этом случае игра продолжается.

6.4. Угловой удар.

6.4.1. Угловой удар назначается, когда мяч, последний раз коснувшись игрока обороняющейся команды, полностью пересёк линию ворот по земле или по воздуху.

6.4.2. Мяч устанавливается внутри углового сектора, ближайшего к месту, где мяч пересёк линию ворот.

6.4.3. Соперники находятся на расстоянии не менее чем 50см от углового сектора до тех пор, пока мяч не войдет в игру.

6.4.4. Мяч считается в игре, когда по нему нанесён удар и он находится в движении.

6.5. Свободный удар.

6.5.1. Свободный удар назначается по свистку судьи за захват мяча командой соперника.

6.5.2. Мяч устанавливается на место, где он был захвачен. 6.5.3. Далее мяч вводится в игру по свистку судьи.

6.6. Спорный мяч.

6.6.1. В случае клинча более 5 секунд, судья может принять решение о розыгрыше мяча. Тогда судья по свистку приостанавливает матч, расставляет роботов и мяч по своему усмотрению и дает команду к продолжению.

6.7. Штрафной удар.

6.7.1. Производиться:

Когда был захват мяча роботом обороняющейся стороны во вратарской зоне.

После двух предупреждений.

За превышение допустимого количества игроков защищающейся команды во вратарской зоне.

6.7.2. Мяч устанавливается на расстоянии 50 см от вратарской и вводится в игру командой соперника по свистку судьи.

6.8.1. Производится, когда мяч покинул поле через боковую линию.

6.8.2. Мяч устанавливается в месте пересечения линии и вводится в игру командой соперника по свистку судьи.

6.9.1. Гол считается засчитанным, когда мяч полностью пересекает линию ворот, при условии, что при этом не было совершено нарушения правил со стороны команды, которая забила гол.

6.9.2. После гола мяч устанавливается на середине поля. Право на ввод мяча в игру получает команда, пропустившая гол.

6.10. Замена робота.

6.10.1. Роботы могут быть заменены во время игры (например, в случае потерей роботом соединения с пультом управления).

6.10.2. Нет ограничений на количество замен.

6.10.3. Процедура замены: игрок просит судью подать (убрать с поля) робота, который будет заменен, называя его номер; после этого робот, который выходит на замену, въезжает на поле в любом месте границы поля.

6.10.4. Робот, удаленный игроком с поля может снова выйти на поле в рамках замены другого робота.

6.11. Перезапуск.

6.11.1. Перезапуск робота / роботов возможен в случае, если на момент начала тайма или в процессе игры робот потерял соединение с пультом управления (или у него разрядился аккумулятор, или произошла другая поломка).

6.11.2. По решению судьи он снимается с поля и отдается оператору для восстановления. Игра при этом не останавливается.

6.12. Финиш.

6.12.1. Игра заканчивается по истечении времени, отведенного на матч.

6.12.2. Игра заканчивается из-за технического поражения одной из команд.

6.12.3. По решению судьи, игра может быть завершена досрочно.

Дополнительные игры.

7.1. Дополнительный тайм.

7.1.1. Тайм играется при условиях недопустимости ничьи, если таковая произошла.

7.1.2. Тайм играется до первого гола.

7.2. Игра по буллитам.

7.2.1. Игра по буллитам может быть назначена судьей после дополнительного тайма, если победитель так и не выявлен.

7.2.2. Каждая из команд пробивает по 3 буллита по очереди.

7.2.3. От одной команды выставляется вратарь, от другой - игрок. Первой пробивает буллит команда, соперник которой вводил мяч игру в последнем тайме.

7.2.4. Мяч устанавливается в белом круге, на половине, где стоит вратарь.

7.2.5. По свистку игрок пытается забить гол вратарю.

7.2.6. На исполнение отводиться 30 секунд.

7.2.7. Игра ведется.

До ухода мяча в аут или за линию ворот.

До касания и удержания более 2 секунд (мяч не был выбит) вратарем мяча или касания игроком вратаря.

До гола или до окончания отведенного времени.

7.2.8. Вратарь не может выходить из штрафной зоны.

7.2.9. Если после серии буллитов победитель не выявлен, то, по решению судью, команды пробивают поочередно буллиты до первого гола.

Футбол
управляемых
роботов
Выполнили
учащиеся объединения
«Робототехника LEGO»
г. Новоуральска
Дмитрий Карпов,
Максим Палкин
Руководитель:
педагог доп. образования МАУ ДО «СЮТ»
Калинина Ольга Анатольевна

Объектная область.

РОБОТОТЕХНИКА – прикладная наука,
занимающаяся разработкой роботов.

Объект исследования -

Объект исследования Роботы – футболисты из конструкторов
LEGO Mindstorms NXT и EV3

Предмет исследования

Конструкция робота-футболиста и
способы управления на расстоянии

Положение к соревнованиям «Футбол управляемых роботов»

Требования к роботам
2.1. Основные спецификации
2.1.1. В состязаниях участвуют:
В категории «Футбол 3х3» - 3 робота от каждой команды В категории
«Футбол 5х5» - 5 роботов от каждой команды
2.1.2. При старте размер робот должен умещаться в вертикальный цилиндр
диаметром 22 см.
2.1.3. Высота робота не должна превышать 22 см.
2.1.4. В процессе движения размеры робота должны оставаться
неизменными.
2.1.5. Вес робота не ограничен.
2.1.6. Каждым роботом управляет один оператор.
2.1.7. Управление должно производиться извне через любой
беспроводной канал связи. Допустимо использование
любых устройств для беспроводного управления.

Проблемный вопрос

Как создать робота-футболиста,
соответствующего требованиям
Положения и достойного принимать
участие в соревнованиях?

ГИПОТЕЗЫ

Если использовать повышающую передачу,
то скорость робота увеличится.
Если подключить третий мотор, то можно
сделать клюшку.
Если использовать дополнительный груз, то
футболист будет устойчивее и мощнее.
Для управления применить
блютуз-соединение.

Цель

Создание робота-футболиста,
соответствующего требованиям
Положения и способного быть
конкурентноспособным на
соревнованиях

Задачи

1. Найти в сети Интернет фото роботовфутболистов на дистанционном управлении.
2. Определить важнейшие качества, которыми
должен обладать робот.
3. Сконструировать разные модели роботовфутболистов.
4. Провести эксперименты с различными
моделями и управлением,
чтобы выбрать лучшие.

10. Методы исследования и план работы

Посмотреть в сети Интернет видео футбольных матчей.
Поискать на сайтах фото роботов-футболистов на
дистанционном управлении.
Определить важнейшие качества, которыми должен
обладать робот.
Сконструировать разные модели роботов-футболистов.
Провести эксперименты с различными моделями
и управлением, чтобы выбрать лучшие.
Подготовить текст защиты проекта.
Создать компьютерную презентацию.