[发明专利]足球机器人守门员自动伸缩架

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动伸缩架，特备涉及一种用于足球机器人比赛的守门员自动伸缩架。

背景技术

机器人足球比赛的设想是由加拿大不列颠哥伦比亚大学教授Alan Mackworth在1992年的论文《On Seeing Robot》中首先提出的，他的目标是为人工智能和智能机器人学科提出一个具有标志性和挑战性的课题。1992年10月在东京召开的关于“人工智能领域的巨大挑战”学术研讨会上，与会者认真讨论了开展机器人足球比赛对发展科学技术的意义，在众多挑战性课题中认为让机器人踢足球是机器人与人工智能领域最具挑战性的研究课题。机器人足球比赛提出后得到了韩国、日本以及欧美等发达国家的很多大学和科研机构的支持，开展了机器人足球比赛的研究，并选派自己的代表队参加国际比赛。另外一些有实力的国际大公司如SONY公司、丰田公司、三星公司、LG公司、SUN公司等对世界杯机器人足球赛大力的赞助。

目前世界上影响和规模较大的机器人足球比赛组织者主要有两个，一个是韩国为首的FIRA，另一个是日本为首的RoboCup。RoboCup在日本、欧美都有很大的影响，现已经成为世界上有较大影响的机器人足球比赛组织。robocup足球机器人中型组是一项综合性极强的比赛，其地位相当于世界杯在足球界的地位，比赛的最终目的是到2050年，战胜人类足球队。其一年一次的举办无疑是机器人届的一大盛宴，是一种系统性、综合性极强的科技创新比赛，为促进人工智能的发展，机器人自动化的进步，有着不可忽视的贡献。

机器人足球系统是一个智能自动化程度要求相当高的系统。其整个比赛过程不能有人的干预，就相当于一个训练好的球员在整个比赛过程自主地感知、判断、决策、动作。其环境信息的复杂度及机器人系统本身的复杂度都很高。机器人系统是十分复杂的系统，为实现该系统需要解决大量的理论和技术问题，涉及很广泛的研究和技术领域。

为了促进足球机器人的持续发展，组委会每年会根据当年比赛情况制定一些新的规则，以使各参赛放朝着实现人工智能方向发展，最终规则将逐渐与现阶段人类足球比赛规则相接近，其中，对于比赛机器人球员的最基本要求之一便是其尺寸要求。

根据《2012中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛中型组规则》规则4.2基本装备：每个机器人队员尺寸必须符合下列约束：

1.每个机器人外形在地板上投影须符合下列尺寸：最小30cm×30cm，最大52cm×52cm，每个机器人必须拥有各自的配置和执行装置。

2.场地上的机器人（不包括守门员）在任何时候的尺寸都不得超过52cm×52cm。

3.当有球射向球门时，守门员可以在短时间内扩大它的尺寸（最多不得超过1秒），扩大的范围不得超过60cm×60cm的投影尺寸或者90cm的高度限制。守门员必须自己判断这种情况，但是守门员只有在它的尺寸完全恢复到正常持尺寸限制4秒钟以后才能再次扩大它的尺寸。另外，只允许在一个方向短时间内扩展尺寸（向左、向右或者向上）。

4.机器人的高度必须在40cm到80cm之间（除了守门员，守门员在扩大尺寸时不得90cm）

由规则，我们可以发现，当对方球员射门的一刹那，守门员的防守面积及其防守架尺寸是允许短暂扩大的。当皮球来袭时，守门架的快速反应，并在足球来袭时迅速扩大其尺寸，阻挡皮球进入球门，往往能决定比赛的最终结果。完善守门员守门能力的关键之一就是增大守门员面积，即扩大守门员的长度与宽度，但是根据比赛规则，对守门员的尺寸有一定的限制，只能在短暂时间内扩大面积，对于不能扩大防守面积的守门员，其防守面积只能限制在一个狭小的面积内，于是他的边缘便成了极容易被对方攻击的软肋，容易被对方钻孔射门的四角。在国外，有多个参赛队伍借助其前向视觉解决了这道难关，但是由于国内该技术研究较晚，目前市场上还是一片空白。

发明内容

在机器人足球队里，守门员的任务是当皮球来袭时，及时调整位置与姿态，以把来袭的足球阻挡在球门外，于是不断完善射门球员与己方守门员守门能力成为比赛胜负的一个关键。

本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种足球机器人守门员自动伸缩架，避开传统的利用前向视觉捕捉足球这一难关，利用传感器捕捉高速飞行的足球。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：