娄波 山东省潍坊市滨海中学 261000
摘 要：在学生中开展科技创新和竞赛类活动是体现素质教育的重要途径，其中机器人竞赛就是一个典型的代表。而在众多机器人竞赛中，篮球对抗机器人竞赛是近几年来备受人们瞩目的竞赛项目。
关键词：篮球机器人；DSP； 路径规划；运动控制；对抗策略
一、篮球机器人简介
机器人篮球的赛场长2.4米，宽1.6米，场地画有中线、中圈、门区和篮筐。篮球机器人对抗比赛中，在硬设备方面包括机器人小车、摄像装置、计算机主机和无线发射装置。从功能上分，它包括机器人小车、视觉、决策和无线通信四个子系统。从自动控制理论角度来看，这四个子系统构成了一个大的闭环控制系统。
二、篮球机器人硬件设计
篮球机器人的整体设计必须要进行各种规划和设计方案的对比，其中包括硬件系统和软件系统。硬件系统就是机器人的躯干，保护机器人的底盘，运动系统，机械手臂，传动装置，传感器的设计，主板的设计，其中主板的设计是所有设计中的重中之重。传感器是机器人的眼睛，机器人必须有能力感知周围的环境，这也要求设计者对常用的传感器有很深的了解，比如摄像头，陀螺仪，数字指南针，红外传感器等等。
1.主板的设计。
主板的设计是整个篮球机器人竞赛中最为难的地方，这也是体现篮球机器人智能化的核心，篮球机器人的主板设计是基于DSP数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）。主板是机器人的大脑，是具有感知、思维和行动功能的智能系统，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通信技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。我们初步的设计是采用了STM32系列32位微芯片ZET6，主板必须包含LCD显示屏，控制按钮，数字、模拟接口，下载口等。
2.传感器的设计。
传感器是机器人感知外围世界的眼睛，是起机器必不可少的装备，篮球机器人采用的传感器有红外测障传感器、远红外复眼传感器、数字指南针、灰度传感器等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、篮球机器人策略系统的设计
1.决策系统的分析。
决策系统要处理机器人传感器传来的各种信息，同时能够面对不同的局势做出不同的判断，经过处理后还要指挥和控制每个机器人的行动，所有的这些都是在机器人内部自动控制完成的，可以说，决策系统的优劣直接关系着整个比赛的成败。
2.决策子系统建模。
决策系统统一采用数据建模的方式编写，同时采用数据建模有助于分析和研究篮球场上实时发生的情况，把对应的数据和战术采用模式化的结构方式来写成子程序，这样有利于决策系统的完整化和智能化，同时便于分析和调试。篮球比赛的过程中，会遇上各种各样的情况，选择合理的建模方法来分析数据就显得尤为重要，这里我们会采用在一般的比赛中常用的建模技术。
（1）数据建模。
（2）战术建模。
（3）动作建模。
四、篮球机器人模拟仿真
在对篮球机器人系统的研究过程中，将系统仿真作为各算法有效性的重要途径。通过仿真可以找到算法中的弱点，及时加以改进，避免直接硬件调试对时间的浪费，可以极大地提高工作效率。
五、总结
机器篮球比赛是近年来在国际上迅速开展起来的高技术对抗活动。基于DSP技术的篮球机器人实现了硬件和软件的统一，软硬件之间的密切配合是篮球机器人系统不可缺少的组成。在整个比赛的研究和开发过程中，篮球竞赛得到了不断的发展和完善，其实用性和可靠性也得到大赛的检验。
针对基于DSP篮球机器人系统特点，从初期设计上就制定了对抗策略，在硬件设计以及策略设计上都有较大的突破。还建立了篮球机器人的运动学和动力学模型，同时给出了一种控制差动轮式机器人运动的控制方法，完成了篮球机器人的路径规划与避障，完成了篮球机器人的基本动作、技战术动作的设计和改进，重点对投篮算法进行了完善，提高了投篮成功率。
参考文献
[1]王兰兰 《集控式微型足球机器人的研究与设计》.大连理工大学，2005。
[2]李斌 《MiroSot 3Vs3机器人足球比赛小车控制与通信系统研究》.华中师范大学，2008。
[3]王华 《微型足球机器人进攻策略的研究》.天津大学，2005。
[4]王宇衡 《集控式足球机器人决策系统》.辽宁工学院，2005。
[5]王强 《机器人足球决策系统研究与实现》.四川大学，2005。
[6]高翠英 《机器人足球仿真比赛的研究与实现》.成都理工大学，2008。
[7]吕明 《机器人足球系统的建模与策略研究》.西北工业大学，2004。
论文作者:娄波
论文发表刊物:《教育学》2017年10月总第129期
论文发表时间:2018/1/5
标签：机器人论文; 篮球论文; 系统论文; 建模论文; 传感器论文; 主板论文; 策略论文; 《教育学》2017年10月总第129期论文;