RoboMaster機器人比賽的技術難點在哪?

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現狀如下:

從技術上我們比其他隊伍欠缺很多,尤其是在嵌入式、視覺和硬體上,機械算是和其他隊伍差距較小的一項,在視覺上我們幾乎是抓瞎的(追蹤不會做,只會一些基本的視覺識別,比如:識別反光條)。

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關於硬體的選擇:

因為小夥伴們玩FRC,習慣了用NI的RoboRio(ARM + FPGA),所以我們決定直接整套照搬(學習深挖盡量接近底層),對於硬體不知是否還有更好一些的選擇。

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關於機械:

我們是使用CREO畫圖,然後加工,希望這樣機器人的機械穩定性能提高一些。

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程序語言:

C(原來我們學程序的時候本來是打算學java的,結果去深圳中心書城買書,導購小哥拿了一本C給我們,然後告訴我們這就是java叫Cjava,於是走上了C語言之路,誤打誤撞)


聞道有先後,術業有專攻。高中就開始做FRC,底子其實是比我這種大學才接觸機器人的要強,獻醜了。

你現在的思路還在FRC的思路,採買還在用FRC的網站買。但在FRC就跟著FRC的推薦材料買,在RoboMasters就按大疆的推薦材料買。大疆有六折買比賽必備材料,就全部買齊來做。機器人領域挑戰多,涉及的工程範圍廣,只能按比賽的要求合理安排時間和資金。

首先考慮2015規則V1.0到2016規則V4.0,哪些要求被削弱,哪些被加強。

  1. 扣血判定從動量轉變成了擊打頻率,超過閥值後傷害相同。削弱了力量,加強了射擊精度的要求。
  2. 17mm口徑和42mm口徑射速同時被削,小口徑從35m/s削成25m/s,大口徑從35m/s削成15m/s。削弱了射程和力量,進一步加強了射擊精度,也變相禁止了電科王者去年的遠程轟炸炮兵車。
  3. 傷害判定變化,小口徑子彈單發傷害50,大口徑子彈單發傷害500。加強了高爾夫球補給。
  4. 所有戰車上場滿載子彈變為上場空載。削弱了對戰,加強了補給的分量。
  5. 取消了半自動步兵車的射速射頻優勢。大大削弱了自動射擊的必要。
  6. 新增自行設計的基地車。重新加強了自動射擊的必要,甚至變相要求了更多感測器。
  7. 減少了操作手,讓上場的機器人數量多於操作手數量。這是專門為全自動車設計的高階任務一。

其次考慮2016規則V4.0 2月28日的規則和3月14日規則的變化,這些變化算是新增的高階任務。

  1. 新增大神符系統,連續五次成功在一秒內九選一擊中目標,完成後全隊傷害提升50%。專門為機器視覺設計的高階任務二。
  2. 新增立柱系統,用無人機控制斷橋的開關,來影響場面的局勢。專門為多機協調設計的高階任務三。

你也許可以看到,整個比賽從最初的「大力出奇蹟」變成對高精度,多感測器,機器人自動判斷的轉變。作為大疆科技的應聘比賽,這些轉變也體現了公司內部的發展方向以及整個機器人領域的動態。

再到具體的細節。機器人分四塊,骨架,血管,小腦,和大腦,我們隊伍里就按這四塊,分成機械,電力,控制,和視覺及地圖重構四個專業組。

機械上的挑戰,會是是你們的自負。按2016年的規則橫向來看,FRC的機械挑戰可以說比步兵和基地都難,FRC塊頭大,機械結構也更複雜。16年RoboMasters的機械難點在於英雄車,帶兩門不同口徑的火炮,還要完成工程車和子彈分離車的功能,怎麼樣緊湊的排布,完成所有項目的同時保持低重心和高機動性,將是主要的挑戰。

電力上的挑戰,在於不同的電壓系統,和捉急的功率限制。FRC提供的配電板自帶降壓器和保護電路,24V電池輸入,12V和5V輸出都會有。而在大疆提供的採購列表裡並沒有,自己採購甚至定做就成了主要的挑戰。功率限制上,基地車全自動卻依然只有80瓦的功率上限,對視覺處理的功率就有很多妥協要做;英雄車上只有160瓦功率上限,要做挖子彈和攻擊同時進行時的功率妥協。

控制上的挑戰,首先是嵌入式的挑戰,只有能做和不能做的區別,再就是控制演算法的穩定。樣機里雲台有pitch和yaw兩個軸的自由度,而大部分去年獲勝的隊伍都選擇了去掉yaw軸,只留一個自由度,所以作為隊長就要儘可能地減少自由度。在英雄車的設計上,任務複雜,需求的自由度多,最為考驗機械和控制組的協調能力。

視覺及地圖重構上的挑戰,在於整個學科都在快速爆發的階段,技術路線非常不確定。

綜上所述,建議把精力集中在基礎的挑戰上,按你們的財力,有選擇的做高階任務。同是第一次參賽的隊伍,時間將是我們最稀缺的資源。

祝包子哥兩年後橫掃RoboMasters賽場。


謝包子邀。

我當年在深外讀高中的時候還整天在打球睡覺刷題吹水呢,你們就玩FRC和RM了…其實挺羨慕的能早早接觸Robotics這個e可賽艇的領域,不錯不錯 加油看好你們幾年後虐翻全場!

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機械方面,由於大家設計的底盤感覺都差不多…

(當然更希望看到大家都腦洞大開設計出各種各樣神奇的機械方案!如果時間充裕的話可能會嘗試一些比如履帶底盤或者酷炫的suspension結構之類的…)

個人認為難點在於如何在不大幅度增加控制難度的前提下有效地完成各種任務。

舉個栗子,從資源島中取彈藥,可以簡單粗暴地設計一個多軸機械臂,還能用來抓鋪路板呢。可是這樣多個自由度的機械臂對於操作手的要求就會很高,除非結合視覺來做成半自動甚至自動,然而那就是另一個難點了…

另外第一次參賽,由於沒有經驗,設計出來的諸如發射機構在實際測試中很可能會有各種各樣的問題,然而不一定有充裕的時間去改進。

對於我們來說,時間緊迫和人手不足是最大的問題。以前Robocon隊里一半人都是做機械的,現在整個隊21個人里差不多只有兩個人在有效地幹活…然而我們今年2月才落實資金場地等事情,5月底放暑假之後大家也都有各自的安排。於是兩個人在不到四個月的時間裡畫2台車1個基地1個補給站,還有各種後期裝配、維護等等…目測根本沒時間出第二代車,而且只能一定程度上用錢換時間,盡量避免自己做工件、大量鋸鋁通之類的苦力活。明年第二次參賽應該會好很多。

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硬體(電控)方面其實組委會已經幫大家做好了很多很多事情了:

1. 可以直接購買的成品梯形板(基於stm32f4系列MCU的主控板),主頻夠快,上面有各種通信協議的介面如CAN_BUS, UART等,有供彈撥輪電機的驅動電路, 有DR16接收機專用的取反電路,有用於控制摩擦輪電機的兩路pwm輸出, etc.

唯二要吐槽的就是上面用的1.5mm connector比較奇葩…飛線也不好飛,另外燒程序不太方便

不過我們採用的是本校Robocon開發了好幾年的比較成熟的stm32主板、motor driver以及一整套程序的方案,畢竟自己設計的東西用起來更順手(逃

2. 各種無刷電機(6025, 6623, 3510, 2312)的成品電調性能非常好,特別是3510的電調簡直良心!

3. 各種電機本身的性價比也非常高,760塊的RM35的性能感覺直逼robocon用的八千塊的大藍黑……另外無刷電機們的顏值也挺高的哈哈哈

4. 成品遙控器+接收機,無線通信也不用自己做了只要讀讀UART就行了

綜上所述,硬體電控方面難度不大,主要就是功率控制,調調PID參數和配合機械、軟體的設計,尤其是如何和視覺方面高度協同合作,實現高效率的解決方案。

其實我不太懂為什麼要把功率限制得這麼嚴……步兵的80w隨隨便便就超了,機動性更好的話觀賞性難道不是應該更強嗎(摳鼻)

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視覺方面,第一個難點是要思考清楚視覺打算怎麼做,具體打算實現哪些目標,在開發時間有限的情況下,哪些是priority等等。

隨著規則一改再改,自動識別瞄準射擊已經不是必須的了,不過如果能實現這個也能很大程度上解放操作手 (避免純拼操作應該也是組委會的初衷吧),可以採用顏色識別,特徵識別和object tracking演算法等等其中之一或者多種結合。基地區和公路上有白色引導線,鋪路板上也有白色引導線。資源到中央立柱上有橙色的球,另外無人機可以做成自動抓彈投彈,降落在立柱上控制斷橋開閉,甚至可以做全場定位…有種「什麼都可以做視覺,想做多深都可以」的感覺…當然就要想清楚要做哪些、如何權衡,在保證基礎功能的穩定性之上再嘗試實現高階的東西。

OpenCV和ROS裡面其實有不少現成的東西可以拿來用。另外m100上還能用DJI的Onboard SDK。難點在於如何有效地應用這些library來設計演算法實現自己想達到的效果。如果之前沒接觸過Vision這塊,如果沒有很好的數學基礎以及C++或其他語言的基礎的話,不容易上手,容易迷茫。另外邊學邊折騰機載平台也要不少時間精力,無論是用Manifold還是Intel NUC還是什麼別的,如何在這些平台上跑出比較快的速度、比較好的表現,也是一個難點。

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加油!雖然我們也是第一年參加RoboMasters,萬事開頭難。不過個人感覺在HKUST搞各種Robotics比賽的氛圍和條件非常好,學校支持力度也很大。我覺得大學這幾年最棒的經歷就是參加了這些機器人比賽,學到了許多課堂上沒有的知識技能,認識了一幫懷著同樣的熱愛、有共同語言的小夥伴們,借著這個平台見識了許多牛人和更大的世界,得到了許多珍貴的機會。但最重要的還是 找到了自己真正感興趣的東西 :D

貼幾個鏈接: HKUST Robotics Team

http://robotics.ust.hk/infosess_2015.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=wJVZrv9_01c

包子歡迎來科大啊~!


包子呀,好好加油呦


大佬…不知道還能不能看到。想問一下,roborio如何通過wifi跟pc端LabVIEW進行通訊?


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