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足球机器人比赛是近年来在国际上迅速开展起来的高技术对抗活动,是当前人工智能和机器人领域的研究热点之一。目前,常规比赛中普遍采用的方法是通过摄像头装置采回足球机器人小车的运动状态,通过高级算法对其控制。由于现场光学条件的限制以及摄像头可视范围的局限性,导致图像处理过程存在较大的时延。同时,控制算法的复杂性也会加大时延,影响系统的控制效果。
时延问题是影响比赛成败的重要因素,本论文将虚拟现实视觉临场感技术应用在足球机器人比赛系统,实际机器人的运动状态是经过少量定位数据传输时延后仿真机器人运动的再现,所以,一定程度上有利于克服大量视频数据传输造成的大时延的影响。视觉临场感技术主要作用是实现模拟足球机器人比赛系统的训练以及在正式比赛中对本组小车数据的记录,从而更加有效地完成操作任务。
本文介绍了应用视觉临场建模工具OpenGL进行三维虚拟实体建模的方法,分析了足球机器人小车运动过程,通过实验测定了各项参数,进而建立控制对象的数学模型,并对此模型在不同时延τ条件下进行了控制算法的仿真实验。结果表明,采用一般控制算法,在时延τ≤0.1s时系统稳定,控制效果达到要求,当τ≥0.15s时系统发生振荡。证明了建立虚拟系统的必要性。