水中機器人比賽2D仿真平臺介紹

1、水中機器人比賽2d仿真平臺介紹目 錄第一章水中機器人比賽2d仿真平臺的研發(fā)背景11.1水中機器人比賽2d仿真平臺11.2開發(fā)平臺簡介21.2.1 ccr21.2.2 dss21.3仿真平臺的結(jié)構(gòu)31.3.1 仿真引擎服務(wù)31.3.2 仿真服務(wù)3第二章水中機器人比賽2d仿真平臺的安裝72.1 配置要求72.2所需的安裝組件7第三章水中機器人比賽2d仿真平臺的使用83.1控制面板及仿真環(huán)境介紹83.2 如何開始一場比賽83.3魚信息設(shè)置113.4障礙物、通道設(shè)置123.5輔助功能13第四章2d仿真平臺用戶接口184.1類fieldinfo（場地信息）184.2結(jié)構(gòu)體fishclient（傳給用戶魚

2、的信息）19第五章 水球仿真比賽對抗賽規(guī)則205.1 硬件205.2 軟件205.3 比賽規(guī)則205.3.1 規(guī)則0：一般規(guī)則205.3.2 規(guī)則1：場地環(huán)境215.3.3 規(guī)則2：比賽準備235.3.4 規(guī)則3：比賽時間245.3.5 規(guī)則4：記分方法255.3.6 規(guī)則5：平局處理255.3.7 規(guī)則5：點球（penalty kick）255.3.8 規(guī)則6：死球（deadball）265.3.9 規(guī)則7：爭球（free ball）265.3.10 規(guī)則8：犯規(guī)26第六章 水球仿真比賽技術(shù)挑戰(zhàn)賽規(guī)則286.1 硬件286.2 軟件286.3 比賽規(guī)則296.3.1 規(guī)則0：一般規(guī)則296.

3、3.2 規(guī)則1：場地環(huán)境296.3.3 規(guī)則2：比賽內(nèi)容306.3.4 規(guī)則3：比賽時間336.3.5 規(guī)則4：記分方法33技術(shù)支持：35第一章 水中機器人比賽2d仿真平臺的研發(fā)背景水球比賽2d仿真項目利用機器魚水球比賽實時仿真系統(tǒng)，進行水中機器人水球比賽2d仿真11、22、33及技術(shù)挑戰(zhàn)賽等四個項目。1.1水中機器人比賽2d仿真平臺機器人技術(shù)是一項高度交叉的綜合性前沿技術(shù)，他融合了信息技術(shù)、電子工程、機械工程、控制理論、傳感技術(shù)以及人工智能等前沿科學(xué)技術(shù)，是各種先進技術(shù)的綜合性平臺。自從20世紀60年代初世界第一臺機器人誕生以后，機器人技術(shù)得到了迅速地發(fā)展，無論是現(xiàn)實中的智能機器人還是計算機

4、軟件中的仿真自主體，機器人在動力學(xué)建模和主體之間協(xié)作運動策略上都具有一定的模仿生物的機能，并具備智能化功能，最終服務(wù)于人類。為了促進機器人技術(shù)的進步和實現(xiàn)服務(wù)于人類的目標，多個國際及地區(qū)機器人組織每年將舉辦各種機器人大賽，以檢驗機器人技術(shù)前沿研究，交流新思想和新進展，從而更好的推動機器人技術(shù)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究及其成果轉(zhuǎn)化，機器人競賽實際上是各個國家之間高科技技術(shù)領(lǐng)域的對抗賽，從一個側(cè)面反映了一個國家信息與自動化領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。在陸地機器人迅速發(fā)展的同時，水下機器人的發(fā)展卻比較緩慢，而水下世界將是人類未來生存、利用開發(fā)的資源寶庫。但是，目前國際上還沒有設(shè)立任何一項水下機器人

5、比賽項目，另外，在水下機器人的研究過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，要測試機器人應(yīng)用技術(shù)，他們將面臨機器人構(gòu)件加工制作、傳感器信息整合、機器人運動控制、多機器人協(xié)作工作以及水下環(huán)境不確定性等復(fù)雜問題，這些需要花費大量的時間和精力進行水下機器人技術(shù)測試的前期準備工作、數(shù)據(jù)處理工作。針對目前水下仿生機器魚和水中機器人比賽研發(fā)中遇到的困難，水中機器人比賽2d仿真平臺提供一種真實的仿生機器魚水球比賽實時仿真系統(tǒng)，真實地模擬水下仿生機器魚各個關(guān)節(jié)的位姿變化、運動狀態(tài)變化情況及機器魚水球比賽運行狀況，能更好地測試水下仿生機器魚各種運動學(xué)理論、水波擾動理論、碰撞理論、運動策略算法等水下仿生機器魚體系結(jié)構(gòu)，從而更好地對水

6、下仿生機器魚結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及控制策略系統(tǒng)進行改進，同時降低了研發(fā)成本，使更多的人加入到研發(fā)隊伍中來，更好地促進水下機器人技術(shù)的發(fā)展。1.2開發(fā)平臺簡介 水中機器人比賽2d仿真平臺是基于microsoft robotics studio sdk1.5開發(fā)的，充分利用了平臺提供的仿真引擎服務(wù)。運行時由ccr和dss兩個主要的組件構(gòu)成，方便用戶編譯、監(jiān)視、發(fā)布以及根據(jù)需要構(gòu)建各種各樣的應(yīng)用程序。1.2.1 ccrccr（concurrency and coordination runtime，并發(fā)和協(xié)調(diào)運行時）提供一個高度并發(fā)的、面向消息的編程模型，利用強大的消息組織機制替代了鎖定、信號量等線程操作。cc

7、r通過提供管理異步操作、處理并發(fā)、并行硬件管理以及處理部分錯誤的編程模型來實現(xiàn)面向服務(wù)的應(yīng)用程序，使得設(shè)計低耦合的軟件模塊和組件成為可能。因此，各模塊可以獨立的開發(fā)并且不需要對它們的運行時環(huán)境和其他組件進行過多的假定。這樣就不需要在程序設(shè)計一開始就考慮處理并發(fā)、錯誤和沖突的機制。它是整個開發(fā)平臺的核心運行時。1.2.2 dssdss(decentralized system services，分布式系統(tǒng)軟件) 提供了一個輕量級的面向服務(wù)的應(yīng)用程序模型，融合了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主要特性和一部分網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)的特性。dss定義的應(yīng)用程序模型包括服務(wù)狀態(tài)以及針對服務(wù)狀態(tài)的一系列操作，并且能提供結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)操

8、作、事件通知和構(gòu)成服務(wù)擴展功能。dss的主要目標是提高簡單性、互操作性和低耦合性，它特別適合于創(chuàng)建由服務(wù)構(gòu)成的應(yīng)用程序，而不用考慮服務(wù)是否運行在同一個節(jié)點上還是在網(wǎng)絡(luò)上。因此，基于dss的應(yīng)用程序具有很大的靈活性。dss運行時，使用維護運行時環(huán)境的方式來管理服務(wù)，而且它還提供了像創(chuàng)建服務(wù)、登錄服務(wù)、調(diào)試、安全相關(guān)以及監(jiān)視等一系列基礎(chǔ)服務(wù)。它是基于ccr核心運行時開發(fā)的。1.3仿真平臺的結(jié)構(gòu)客戶端機器魚策略機器魚策略機器魚策略。核心控制模塊環(huán)境設(shè)置模塊公共接口模塊機器魚策略機器魚策略機器魚策略。運動學(xué)建模顯示模塊輔助模塊windowswindowswindows服務(wù)器端客戶端tcp/ip dll

9、tcp/ip dll1.3.1 仿真引擎服務(wù)仿真引擎服務(wù)是microsoft robotics studio提供的一個標準服務(wù)之一，主要負責(zé)渲染實體同時處理物理引擎的仿真時間，它跟蹤整個仿真環(huán)境的狀態(tài)并且提供為仿真提供訪問前端。仿真引擎服務(wù)的主要功能是維護可視化的仿真環(huán)境。1.3.2 仿真服務(wù)本實時仿真系統(tǒng)主要功能是仿真引擎服務(wù)和人機交互服務(wù)的消息處理、維護仿真環(huán)境的狀態(tài)、保證比賽的時序和邏輯等。仿真服務(wù)主要包括客戶端策略模塊、服務(wù)器端核心控制模塊、公共接口模塊、環(huán)境設(shè)置模塊、仿真數(shù)據(jù)顯示模塊、輔助功能模塊和機器魚運動學(xué)建模。服務(wù)啟動模塊核心控制模塊環(huán)境設(shè)置公共接口模塊運動學(xué)建模用戶策略位姿信

10、息環(huán)境信息仿真界面重繪信息時鐘消息環(huán)境信息整體設(shè)計框架（服務(wù)器端）輔助功能策略模塊圖1 整體設(shè)計框圖用戶策略模塊環(huán)境信息公共接口模塊策略客戶端設(shè)計框架目標任務(wù)圖2 客戶端設(shè)計框圖客戶端策略模塊，包括信息獲取及解釋模塊、比賽場景重構(gòu)模塊、策略制定模塊、信息發(fā)送模塊。通過公共模塊獲取環(huán)境信息，并對信息進行解釋，獲得仿真比賽項目類型、場地大小、攻守球門位置、對方機器魚位置、己方機器魚位姿、水球位姿信息，以及場地障礙物、通道等信息，重建仿真比賽場景，并根據(jù)目標任務(wù)制定合適的機器魚運動策略及命令指令，然后發(fā)送給服務(wù)器端執(zhí)行。客戶端設(shè)計框架如圖2所示。服務(wù)器端公共接口模塊，包括仿真比賽平臺所需數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

11、、公共接口定義、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化。公共接口模塊可以供客戶端、服務(wù)器端使用，同時可以供第三方使用及擴展。服務(wù)器端環(huán)境設(shè)置模塊，包括比賽場地位置、球門位置、比賽類型、比賽時間、比賽雙方機器魚初始位姿、水球位姿、機器魚前后方色標、客戶端策略端口或策略文件。環(huán)境設(shè)置模塊用于構(gòu)建實體仿生機器魚水球比賽仿真環(huán)境，模擬機器魚水球仿真比賽中所需要的各種環(huán)境信息。為了更真實的反映機器魚水球比賽場景，本實時仿真系統(tǒng)特別增加了障礙物和通道設(shè)置仿真功能。障礙物分為靜態(tài)障礙物和動態(tài)障礙物，動態(tài)障礙物與機器魚及水球碰撞后的速度和加速度通過動力學(xué)建模及實測機器魚運動數(shù)據(jù)得到；而通道設(shè)置的主要目的在于為機器魚完成特定任務(wù)提供場

12、地仿真支持。機器魚運動學(xué)建模，根據(jù)大量實體仿生機器魚運動數(shù)據(jù)，包括機器魚運動參數(shù)及指令（機器魚初始位姿、電機頻率、關(guān)節(jié)擺動幅度、關(guān)節(jié)偏轉(zhuǎn)角、滯后角）和各個時刻機器魚的位姿，建立仿生機器魚運動學(xué)模型。本運動模型用于機器魚水球比賽實時仿真系統(tǒng)中機器魚下一時刻位姿的計算，在計算中，采用仿鲹科模式推進的魚體波運動模型，尾部關(guān)節(jié)選用正弦波擺動函數(shù)，機器魚擺動頻率、幅值、中心偏轉(zhuǎn)角、尾部滯后角以及機器魚初始位姿和時間作為參數(shù)。服務(wù)器端核心控制模塊，包括系統(tǒng)啟動模塊、機器魚擾動仿真處理模塊、碰撞仿真處理模塊、裁判/規(guī)則仿真模塊、仿真系統(tǒng)比例轉(zhuǎn)換模塊。所述核心控制模塊由系統(tǒng)啟動模塊中時鐘所驅(qū)動，根據(jù)機器魚運動

13、學(xué)建模得到的機器魚位姿，進行擾動仿真處理、碰撞仿真處理后，進一步得到下一時刻機器魚、水球位姿信息，然后由裁判/規(guī)則模塊對機器魚水球仿真比賽狀態(tài)進行控制處理，處理結(jié)果經(jīng)過比例轉(zhuǎn)換輸出到仿真數(shù)據(jù)顯示界面，同時對仿真系統(tǒng)比賽環(huán)境進行更新。服務(wù)器核心控制模塊設(shè)計框架如圖3所示。裁判/規(guī)則模塊碰撞處理擾動處理新位姿新位姿位姿信息環(huán)境信息環(huán)境信息重繪信息環(huán)境信息環(huán)境信息核心控制模塊時鐘信息比例轉(zhuǎn)換環(huán)境信息圖3 核心控制模塊裁判/規(guī)則仿真模塊，包括仿真比賽時間控制、比賽進球判斷處理仿真、機器魚犯規(guī)處理仿真、死球狀態(tài)處理仿真。裁判/規(guī)則仿真模塊其功能在于根據(jù)仿生機器魚水球比賽規(guī)則對仿真比賽過程、比賽狀態(tài)進行仿

14、真裁決、控制，使水球比賽實時仿真系統(tǒng)順利進行。裁判/規(guī)則模塊如圖4所示。犯規(guī)處理位姿信息環(huán)境信息進球處理死球處理場地交換時間控制加時賽處理點球大戰(zhàn)環(huán)境信息裁判規(guī)則模塊圖4 裁判規(guī)則模塊仿真數(shù)據(jù)顯示模塊，其功能在于實時顯示機器魚水球比賽仿真系統(tǒng)狀態(tài)，實時監(jiān)控機器魚、水球位姿、控制命令等信息，人工控制機器魚水球仿真比賽的進行。仿真數(shù)據(jù)顯示模塊顯示仿真系統(tǒng)狀態(tài)時，通過仿真系統(tǒng)比例轉(zhuǎn)換模塊，對實體仿生機器魚比賽場景和實時仿真系統(tǒng)環(huán)境尺寸大小進行比例轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)實體仿生機器魚水球比賽信息實時顯示到仿真系統(tǒng)中。輔助功能模塊，包括仿真系統(tǒng)錄像模塊、比賽回放模塊、屏幕截圖模塊、機器魚仿真運動測試模塊、機器魚仿真

15、運動參數(shù)顯示模塊、機器魚仿真運動軌跡繪制模塊、機器魚位置仿真擺放模塊。輔助功能模塊其功能在于，為仿真比賽系統(tǒng)監(jiān)測控制、系統(tǒng)優(yōu)化分析、策略優(yōu)化改進提供實時數(shù)據(jù)支持。第二章 水中機器人比賽2d仿真平臺的安裝2.1 配置要求（1）硬件要求：硬件名稱 規(guī)格 cpu p4 1.6g 或更高內(nèi)存 256m 或更大顯卡 128m以上硬盤 10g 硬盤剩余空間推薦：市場主流中檔及以上pc機（2）系統(tǒng)要求：windows xp操作系統(tǒng)2.2所需的安裝組件水下機器人比賽仿真平臺需要directx、.net framework、ageia的支持（1）虛擬光驅(qū)（推薦：daemon4301，必選）（2）vs.net 2

16、008 （visual studio 2008，.net framework 3.5，c#必選安裝）（3）mrs（microsoft robotics studio (1.5) refresh.exe，附帶ageia，必選安裝）（4）directx（推薦：directx_jun2008，必選）（5）水下機器人比賽simulator仿真平臺（必選）（6）wmencoder_cn（錄像功能解碼器，可選）.net framework、vs.net 2008等相關(guān)軟件可以到微軟官網(wǎng)下載或聯(lián)系我們。/zh-cn/default.aspx3、運行（1）運行仿

17、真平臺安裝目錄binwaterpologame.exe（2）策略加載：選擇平臺安裝目錄bin目錄下“strategy”開頭測試用策略文件。第三章 水中機器人比賽2d仿真平臺的使用水下機器人比賽仿真2d平臺是基于microsoft robotics studio開發(fā)的一種新型水下機器人2d仿真平臺。3.1控制面板及仿真環(huán)境介紹場地設(shè)置選項卡服務(wù)器端控制面板時間、比分、隊名顯示魚設(shè)置選項卡裁判控制界面比賽控制（開始、暫停、重新開始）準備決策加載模塊場地坐標顯示欄比賽2d顯示顯示選項卡回放、錄像、截圖3.2 如何開始一場比賽（1）選擇比賽類型比賽類型選擇（2）選擇比賽時間比賽時間選擇（3）選擇比賽策

18、略teamb策略選擇teama策略選擇（4）準備比賽teama準備按鈕teamb準備按鈕（5）點擊start開始比賽比賽開始按鈕3.3魚信息設(shè)置（1）設(shè)置魚的位置直接從界面將魚拖動（比賽未準備好之前）ba設(shè)置魚的坐標和方向來改變魚的位置輸入x坐標值改變a隊第一條魚的x坐標ab（2）設(shè)置魚的顏色改變顏色可以改變魚頭和魚尾的顏色3.4障礙物、通道設(shè)置（1）通過設(shè)置中心坐標、障礙物類型、大小，來添加修改刪除障礙物刪除選擇障礙物類型障礙物方向障礙物中心坐標障礙物尺寸添加修改（2）通過設(shè)置中心坐標大小，來添加修改刪除通道刪除通道方向修改添加通道尺寸通道中心坐標3.5輔助功能（1）畫軌跡在比賽運行時，點擊

19、draw trajectory選擇想要繪制魚、球的軌跡軌跡繪制區(qū)域（2）顯示魚的相關(guān)信息點擊display fishinf顯示當(dāng)前魚的相關(guān)信息（3）錄像點擊video，彈出錄像窗口錄像按鈕 錄制全屏、指定窗口錄像按鈕（4）回放點擊replay重放近10s的比賽情況比賽回放按鈕（5）截圖點擊image將圖片保存到安裝目錄binimage下比賽截圖按鈕第四章2d仿真平臺用戶接口名稱類型功能countfishcurrent_selfint已方魚的條數(shù)countfishcurrent_opponentint對方魚的條數(shù)halffield_selfhalffield己方所在半場fish_selffish

20、client己方魚的信息fish_opponentfishclient對方魚的信息ballpositiondpoint球的坐標ballradiusdouble球半徑competitionperiodcompetitionperiod比賽狀態(tài)competionitemcompetitionitem比賽類型fieldinfofieldinfo比賽場地信息obstaclelistlist障礙物channellistlist通道4.1類fieldinfo（場地信息）成員類型功能leftdouble比賽有效區(qū)域左邊邊界位置（有效區(qū)域不包括球門部分）topdouble比賽有效區(qū)域上邊邊界位置rightdo

21、uble比賽有效區(qū)域右邊邊界位置bottomdouble比賽有效區(qū)域下邊邊界位置radiuscentercircledouble中心圓半徑pointpenaltykickleftdpoint左半場點球罰球點（水球坐標）pointpenaltykickrightdpoint右半場點球罰球點（水球坐標）pointpenaltykickfishleftdpoint左半場罰點球時機器魚的坐標pointpenaltykickfishrightdpoint右半場罰點球時機器魚的坐標lengthgoaldouble球門區(qū)長的那條邊widthgoaldouble球門區(qū)短的那條邊lengthforbiddenz

22、onedouble禁區(qū)長的那條邊widthforbiddenzonedouble禁區(qū)短的那條邊pointfreekickoff1double左上角爭球位置（左半場1/2處）pointfreekickoff2double右下角爭球位置（左半場1/2處）pointfreekickoff3double右上角爭球位置（右半場1/2處）pointfreekickoff4dpoint右下角爭球位置（右半場1/2處）kickoffteamenum開球方0(沒有), teama（a隊）, teamb（b隊）selfhalffieldenumleft, rightgamestateenumend,playing

23、,pause,goaledleft,goaledright, rekickoff,replay,testvelocitycompetitionperiodenumnormaltime,extratime,penaltykicktime,clutchshortkickofftypeenumnormal, penaltykickoff, freekickoffcompetitionitemenumvs11,vs22,vs33,oneteam_singlepushing,oneteam_doublefishswimming, oneteam_freeplay, penaltykick, noneco

24、mmonfuncclassrotateroundcenterpoint(dpoint ptcenter, dpoint ptsource, double anglesource, ref dpoint ptdest, ref double angledest) 坐標轉(zhuǎn)換函數(shù)，將源對象繞中心點旋轉(zhuǎn)180度rotateroundcenterpoint(dpoint ptcenter, dpoint ptsource, ref dpoint ptdest) 坐標轉(zhuǎn)換函數(shù)，將源對象繞中心點旋轉(zhuǎn)180度angle(double x1, double y1, double x2, double y2) 計

25、算點(x1,y1)到點(x2,y2)連線的角度，單位：弧度，坐標：順時針為正，方向：點(x1,y1)指向點點(x2,y2)angle(ref dpoint ptsource, ref dpoint ptdest)4.2結(jié)構(gòu)體fishclient（傳給用戶魚的信息）成員類型功能directionfishbodydpoint機器魚的魚體方向positionfishbodydpoint魚體中心點坐標（當(dāng)前）lengthfishbodyconst double魚體長度widthfishbodyconst double魚體的寬度foulflagfoulflag機器魚犯規(guī)狀態(tài)第五章 水球仿真比賽對抗賽規(guī)則

26、5.1 硬件硬件名稱規(guī)格cpup4 1.6g 或更高內(nèi)存256m 或更大顯卡顯存128m以上硬盤10g 硬盤剩余空間5.2 軟件 操作系統(tǒng)：windows xp/vista 比賽平臺：robot water polo game simulator下載地址：人員要求：裁判員一名，負責(zé)比賽時特殊情況的判別和處理，參賽球隊至少一名隊員。5.3 比賽規(guī)則5.3.1 規(guī)則0：一般規(guī)則（1）比賽目的（a）用以發(fā)展水下機器人基本的動作算法與比賽策略；（b）為每個隊提供了比賽訓(xùn)練與策略學(xué)習(xí)的環(huán)境；（c）用以測試每個隊比賽策略的可行性與進步。（2） 裁判的作用（a）控制比

27、賽的開始，暫停和結(jié)束；（b）對犯規(guī)進行處罰。5.3.2 規(guī)則1：場地環(huán)境圖5-1 比賽場地示意圖（1）場地尺寸比賽場地為湖藍色長方形場地，其尺寸是3000mm2000mm。（2）場地線所有場地線（邊線、中線、禁區(qū)線、球門線）都為5mm寬的白線。中圈半徑為200mm。（3）球門球門寬度為450mm，深度為150mm。（4）禁區(qū)禁區(qū)球門前尺寸為1000*400mm的矩形區(qū)域，禁區(qū)線用5mm的白線標出來。（5）發(fā)球點比賽只有一個發(fā)球點，位于場地中央，稱為中心發(fā)球點。（6）點球點場地上有兩個爭球點，分別為距離雙方球門線中心點水平方向350mm處。（7）爭球點場地上有四個爭球點。以場地1/2長寬為分割線

28、，將場地分成長寬相等的四個矩形區(qū)域，則爭球點在場地各個四分之一部分的中心位置。（8）水球比賽水球直徑大約為130mm，顏色為粉紅色。（9）機器人頭部長度：80-100mm頭部寬度：40-50mm機器人顏色為黑色。（10）色標設(shè)置每個機器人有兩個識別色標，每個色標大小為：40mm50mm，統(tǒng)一在機器人頭部，機器人前方色標為球隊顏色?？梢栽诜?wù)器界面fish選項卡上設(shè)置機器人色標。1) 1vs1水球比賽時，假定雙方分別為紅隊和黃隊，紅隊顏色為紅-綠，黃隊顏色為黃-綠，如圖5-2所示：紅隊黃隊圖5-2 1vs1紅隊、黃隊色標2) 2vs2水球比賽時，假定紅隊顏色為紅-綠、紅-粉紅，黃隊顏色為黃-綠、

29、黃-粉紅，如圖5-3所示：紅隊黃隊圖5-3 2vs2紅隊、黃隊色標3) 3vs3水球比賽時，假定紅隊顏色為紅-綠、紅-粉紅、紅-橙，黃隊顏色為黃-綠、黃-粉紅、黃-橙，如圖5-4所示： 黃隊紅隊圖5-4 3vs3紅隊、黃隊色標5.3.3 規(guī)則2：比賽準備（1）加載策略比賽雙方先把比賽策略準備好加載到服務(wù)器端。（2）參數(shù)設(shè)置比賽雙方擺放好各自的機器人，按下各隊的ready按鈕等待開始比賽。（3）開始在雙方都準備好之后，裁判點擊服務(wù)器端start按鈕開始比賽，比賽過程中裁判可以根據(jù)實際情況進行暫停、繼續(xù)、回放等操作。5.3.4 規(guī)則3：比賽時間（1）比賽時間分為常規(guī)比賽時間、加時賽時間和點球時間。

30、（a）常規(guī)時間比賽時間為10分鐘，上下半場各5分鐘，不包括暫停時間，中場休息510分鐘（如雙方同意，可繼續(xù)比賽）。如果休息時間結(jié)束，有球隊還沒有準備好比賽，則直接判定該球隊0:3告負。（b）加時賽時間若常規(guī)時間結(jié)束后，雙方比分打平，則進入加時賽，時間為1分鐘。（c）點球大戰(zhàn)時間若加時賽結(jié)束后，雙方比分仍然是平分，進入點球大戰(zhàn)，正常點球進行兩輪。（d）制勝球時間若點球大戰(zhàn)仍分不出勝負，則進入制勝球時間。雙方輪流各罰一輪點球，直到?jīng)Q出勝負。5.3.5 規(guī)則4：記分方法（1）得分如果整個水球越過門線，則進球得分，此時進球球隊記分牌得分加1。（2）獲勝者根據(jù)記分牌得分決定獲勝隊。如果有爭議球則可以按下

31、replay回放比賽。5.3.6 規(guī)則5：平局處理常規(guī)比賽時間結(jié)束后，若雙方打成平局，可以選擇是否進入加時賽時間；如果選擇“否”，則比賽結(jié)束。如果選擇“是”，則進入加時賽，加時賽時間為1分鐘。加時賽時間結(jié)束后，如果仍是平局，則進行點球大戰(zhàn)，即每個球隊各罰兩輪點球。兩輪點球結(jié)束后，如果仍是平局，則進入制勝球時間，即逐次增加點球輪數(shù)，直到?jīng)Q出勝負為止。5.3.7 規(guī)則5：點球（penalty kick）進攻方第一個機器人作為罰球隊員，防守方第一個機器人作為守門員，其他球員在中線附近。點球過程中，防守方守門員只能在己方小禁區(qū)內(nèi)活動，水球的位置固定在點球點，罰球隊員和守門員位置可以擺放。雙方準備就緒后

32、開始罰點球，點球時間為10秒。如果進球或者時間為0，則此次點球結(jié)束。5.3.8 規(guī)則6：死球（deadball）如果水球附近有雙方的機器人至少各一個，并且水球位置變化很小，這種狀態(tài)持續(xù)10秒以上，則判為死球。出現(xiàn)死球狀態(tài)后，則進行爭球。5.3.9 規(guī)則7：爭球（free ball）將水球置于離死球位置最近的一個爭球點。防守方第一個機器人放在靠近己方底線距離爭球點250mm處，進攻方第一個機器人放在爭球點另一側(cè)250mm 處。其他機器人服務(wù)器自動擺放。5.3.10 規(guī)則8：犯規(guī)以下情況被認為是犯規(guī)：情況1）當(dāng)水球整體位于禁區(qū)時，防守方最多只能有一個機器人位于禁區(qū)內(nèi)，如果防守方有兩個或兩個以上機器

33、人進入禁區(qū)，并且在禁區(qū)內(nèi)停留時間超過1秒，則判為犯規(guī)。情況2）當(dāng)水球整體位于禁區(qū)時，如果防守方機器人越過球門線，且時間超過1秒，則判為犯規(guī)。對于犯規(guī)情形1），防守方除了最早進入禁區(qū)的機器人外，其他犯規(guī)機器人拿出比賽場地，放置于場地中線上方，10秒后犯規(guī)機器人于中線位置重新進入場地。 對于犯規(guī)情形2），將犯規(guī)機器人拿出比賽場地，放置于場地中線上方，10秒后犯規(guī)機器人于中線位置重新進入場地。 第六章 水球仿真比賽技術(shù)挑戰(zhàn)賽規(guī)則技術(shù)挑戰(zhàn)賽包括單魚頂球、雙魚對游、自由表演3項,各隊可以根據(jù)各項表演的需要添加障礙物。技術(shù)挑戰(zhàn)賽賽前推選一個由各隊認可的三人裁判組，負責(zé)技術(shù)挑戰(zhàn)賽的判罰和成績記錄。6.1 硬

34、件硬件名稱規(guī)格cpup4 1.6g 或更高內(nèi)存256m 或更大顯卡顯存128m以上硬盤10g 硬盤剩余空間6.2 軟件 操作系統(tǒng)：windows xp/vista 比賽平臺：robot water polo game simulator下載地址：人員要求：裁判員一名，負責(zé)比賽時特殊情況的判別和處理，參賽球隊至少一名隊員。6.3 比賽規(guī)則6.3.1 規(guī)則0：一般規(guī)則（1）比賽目的（a）用以發(fā)展水下機器人基本的動作算法與比賽策略。（b）為每個隊提供了比賽訓(xùn)練與策略學(xué)習(xí)的環(huán)境。（c）用以測試每個隊比賽策略的可行性與進步。（2） 裁判的作用（a）控制比賽的開始，暫停和結(jié)束；（b）對犯規(guī)進行處罰。6.3.2 規(guī)則1：場地環(huán)境圖6-1 比賽場地