機器人團隊獲獎總結(jié)與團隊介紹

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)河南工業(yè)大學(xué)機器人競賽獲獎總結(jié)與團隊介紹河南工業(yè)大學(xué)機器人團隊自創(chuàng)建以來，得到了學(xué)校、學(xué)院各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，在指導(dǎo)老師和團隊成員的共同努力下，參加的各項比賽均取得了優(yōu)異的成績。特別是今年8月下旬于北京舉辦的世界機器人大賽中斬獲亞軍，分別獲得一等獎1項和三等獎2項的喜人佳績！此外，今年5月份于鄭州舉辦的第四屆河南省大學(xué)生機器人競賽中也獲得一等獎1項，二等獎2項、三等獎2項的佳績。 （團隊在2017世界機器人大賽所獲獎項）機器人團隊成立于2017年1月。成立之初，來自不同

2、專業(yè)和班級的30多名學(xué)生為了共同的愛好走到了一起，但其中多數(shù)人對機器人了解很少，為了解決團隊成員沒有機器人基礎(chǔ)的問題，張杰老師和尚慶松老師特別對此開展了4天系統(tǒng)而全面的理論和實踐培訓(xùn)。培訓(xùn)時，每人一臺電腦，老師每講一步，團隊成員動手操作一步。第一天的培訓(xùn)，老師深入淺出地講解了AVR控制器的各種端口的使用方式以及與外部各種傳感器的連接使用，指導(dǎo)團隊成員安裝和使用NORTHSTAR開發(fā)軟件，介紹了仿人機器人1V1比賽項目的規(guī)則、搭建技巧、以及各種機器人構(gòu)件的使用方法，最后老師給團隊成員留了兩個小時動手練習(xí)這一天所講內(nèi)容并搭建出一臺簡易機器人。經(jīng)過這一天的培訓(xùn)，團隊成員對機器人的興趣和激情大增，培訓(xùn)

3、取得了很好的效果。在后三天的培訓(xùn)中，老師按照第一天的培訓(xùn)方式，向團隊成員講解了LUBY控制器的使用、程序下載方法、多種上位機開發(fā)軟件的具體操作、各個比賽項目的規(guī)則和搭建方案等。最終篩選出了較為優(yōu)秀的10余人留在團隊,為后期比賽做準(zhǔn)備。通過這次培訓(xùn)，團隊成員們對機器人有了初步認(rèn)識和了解，并認(rèn)識到即將要做的機器人項目，涉及到數(shù)據(jù)運算，物理原理，電子技術(shù)，機械構(gòu)造，和程序編寫等相關(guān)知識，既要動腦演算設(shè)計，又要動手搭建構(gòu)造，將書本所學(xué)的知識融合在一起進(jìn)行實踐應(yīng)用，考驗著團隊成員們的綜合運用知識的能力。也正是這次培訓(xùn)，為團隊成員后期對機器人的搭建與程序的編寫以及調(diào)試打好了堅實基礎(chǔ)。（團隊成員在實驗室搭建

4、機器人）培訓(xùn)過后，團隊就緊張而有序地準(zhǔn)備比賽。機器人的搭建與設(shè)計，看似只要把每一個部件裝上就行，但實際動手操作起來，卻沒想象中的那么簡單。機器人比賽項目不僅考驗學(xué)生的理論知識和動手實踐能力，還考驗著學(xué)生對各個傳感器、控制器運用的熟練程度。為此，張老師和尚老師結(jié)合團隊的實際情況，把比賽的準(zhǔn)備任務(wù)分成三個階段來完成。第一階段從基礎(chǔ)做起，熟練掌握每個單元模塊的使用；第二階段制定比賽的初步方案策略；第三個階段進(jìn)行方案策略以及程序算法的優(yōu)化。第一個階段，傳感器和控制器連接調(diào)試。光電、灰度、傾斜、光敏，聲音，壓力，攝像頭等各種傳感器、控制器及構(gòu)件之間的連接和使用，看似簡單，使用時卻出現(xiàn)這樣或那樣的問題。團

5、隊成員在使用光電開關(guān)傳感器時，出現(xiàn)了在同一條件下控制器獲得的信號時有時無的問題，通過團隊的商量討論和查閱資料，了解到光電開關(guān)傳感器可以通過旋轉(zhuǎn)其后面的電位器來調(diào)節(jié)控制開關(guān)信號的距離，而這個距離超出70cm后，信號將不穩(wěn)定甚至失去控制作用；在使用傾斜傳感器時，團隊成員設(shè)定了在傾斜了一定角度后再執(zhí)行相應(yīng)命令，而實際出現(xiàn)的問題是如果傾斜速度較快或帶有些許震動，即使實際傾斜角度不到設(shè)定值，也會執(zhí)行設(shè)定命令，對于這個問題，團隊成員們討論并實驗了多種方法，但成效并不顯著，最后在老師的指點和啟發(fā)下，采用了在程序中對信號分時檢測并多次判斷的方法，使得問題得到較好解決。正是這些問題的出現(xiàn)，讓團隊的每一個成員對機

6、器人各個模塊的使用不再僅僅停留于理論上，而是在實際應(yīng)用中獲得相應(yīng)的使用技巧。第一階段的訓(xùn)練，團隊熟練掌握了各種傳感器、控制器、舵機的使用，知道了各種傳感器在各種情況下使用的區(qū)別與注意事項，這些都為以后的比賽打下了堅實的基礎(chǔ)。（團隊在實驗室調(diào)試機器人）第二階段，比賽準(zhǔn)備。各隊按照省賽規(guī)則的要求，制定了初步方案并分組搭建機器人和制定程序算法。由于任務(wù)量比較大，每個隊伍的隊員都進(jìn)行了細(xì)致的分工，這樣協(xié)調(diào)合作，每個人都能專注于自己所負(fù)責(zé)的模塊并能更好的挖掘該部分的潛能和優(yōu)勢。比賽規(guī)則對機器人的外形尺寸、總體重量、進(jìn)攻方式等方面做了嚴(yán)格規(guī)定，各個小隊成員在實際搭建機器人的過程中需要時刻注意。機器人的搭建

7、看似容易，但真正做起來，卻是非常頭疼的一件事情，它不僅考驗著隊員們的動手能力，還考驗著隊員們的耐性。由于機器人的每個構(gòu)件都是相互關(guān)聯(lián)的，如有一步搭錯或者需要更改，都會關(guān)聯(lián)到多個構(gòu)建的拆裝，而且每一步的拆裝都需要耗費大量的時間和精力。搭建的過程也是一個嘗試的過程，有時理論上認(rèn)為可行的方案，在實際中又會遇到這樣或那樣的問題。既使整個機器人按照預(yù)定方案搭建完整后，如果需要更換一個小零件，也可能需要全盤皆動。隊員們有時就會遇到機器人內(nèi)部螺絲松動或滑落的情況，而解決這個很小的問題往往需要拆掉機器人的大部分構(gòu)件。由于比賽規(guī)則要求機器人在登上擂臺與對方對抗過程中不能掉下擂臺，否則判輸，為了盡量不讓機器人掉下

8、擂臺，團隊采用了兩種方案，第一種是利用擂臺上灰度漸變的特點，使用4個灰度傳感器檢測自己所處的位置進(jìn)而避免掉下擂臺；第二種方案是利用4個紅外光電傳感器檢測擂臺邊沿進(jìn)而避免掉下擂臺。由于第一種方案能夠依靠灰度傳感器檢測擂臺上的灰度值，機器人對自己所處的位置和方向能夠進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷，從而更加安全。然而問題是，灰度傳感器的輸出值是個模擬量，即使同一條件下測得的灰度值也會有一些偏差，而且不同灰度傳感器制作時的參數(shù)不同，同一灰度兩個傳感器讀取的值可能差距很大，這也給編程上帶來了很大的困難。第二種方案中的紅外光電傳感器是個開關(guān)量傳感器，讀取的值要么為0，要么為1，使得編程算法更加容易，但這種方案機器人只

9、有到達(dá)擂臺邊沿后才能獲得紅外光電傳感器的值，且在擂臺內(nèi)部不能獲得位置信息，很容易在到達(dá)擂臺邊沿時被敵方推下擂臺。在綜合考慮了每種方案的利弊后，團隊決定采取第一種方案，這也使得隊員們在設(shè)計機器人位置檢測算法上花費了大量的時間。在經(jīng)過多次改進(jìn)和程序優(yōu)化后，最終成功地實現(xiàn)了機器人準(zhǔn)確檢測自己所處的位置和方向，從而為后來的制敵策略打下了很好的基礎(chǔ)。通過團隊成員的不斷努力和老師們的點撥指導(dǎo)，各個項目組在不斷的嘗試中完成了本階段的工作，為下一個階段的策略方案優(yōu)化做好了充分的準(zhǔn)備。第三個階段，機器人策略和程序算法優(yōu)化。此時距離省賽還有不到一個月的時間，為了能在比賽中獲得好的成績，團隊中的每個人都不約而同的對

10、自己提高了要求，課余時間都在實驗室不斷的調(diào)試，經(jīng)常會為了解決一個問題熬到深夜。由于團隊的機器人數(shù)量較少，每個項目的比賽只有一個機器人，在平時的調(diào)試過程中難以真正模擬兩個機器人對戰(zhàn)，只能憑感覺和想象來制定、優(yōu)化相應(yīng)策略，難免不能預(yù)測在實戰(zhàn)中又將發(fā)生的各種情況，這也為后來比賽留下了不少漏洞。為了盡量減少策略上的漏洞，各個小隊共同商量，相互借鑒其中的優(yōu)點，并經(jīng)常向張老師和尚老師請教遇到的難題，共同商量對敵策略。通過一步一步地改進(jìn)、優(yōu)化，最終確立了比賽的最佳策略和程序算法，同時也為省賽做好了充分的準(zhǔn)備。（指導(dǎo)老師為我們團隊成員答疑解惑）在準(zhǔn)備省賽的這段時間里，團隊的每個成員按照張老師和尚老師的要求，每

11、天簽到、簽退，每隊每人在周末需制定下周將要完成的任務(wù)和對本周任務(wù)的完成進(jìn)度以及對遇到的困難作出總結(jié)和報告，通過這種形式，大家每天的目標(biāo)變得比較明確，也更有興趣。每天把那些經(jīng)小組討論，查閱相應(yīng)書籍，網(wǎng)上搜索相關(guān)資料后仍未能解決的問題收集記錄下來，到周末總結(jié)的自由討論環(huán)節(jié)，張老師和尚老師與整個團隊在一起共同商討解決方案，這樣一來，原來可能困惑好幾天的難題通過老師們的細(xì)心指導(dǎo)和大家一起的交流討論，大部分都能得以解決或有相應(yīng)的解決思路。雖說這一路充滿坎坷艱難，然而也正是這些困難和障礙的存在，使得各個小隊在不停的磨合和共同協(xié)作中有了很好的默契程度，共同解決困難的能力得到了很大程度的提升，團隊成員之間無形

12、之中也變得更加緊密和團結(jié)。（團隊參加河南省機器人大學(xué)生機器人競賽合影）省賽如期而至，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，各小隊滿懷信心參加比賽。當(dāng)時每個隊伍僅給15分鐘的現(xiàn)場調(diào)試時間，對每個隊來說無不是個挑戰(zhàn)，雖說時間緊迫，但賽場上每隊隊員都能靜下心，明確分工，各司其職。數(shù)據(jù)測量、分析調(diào)試、方案優(yōu)化、硬件整改等一步步有序進(jìn)行。下午緊張而又激烈的比賽還是到來了，在此過程中發(fā)現(xiàn)其實不少隊都是由于現(xiàn)場調(diào)試沒做好、場地的改變等暴露出的各種問題，導(dǎo)致機器人掉下擂臺而失分，這也是最基礎(chǔ)而又最需細(xì)心的部分了。開始進(jìn)行比賽的是仿人組1V1項目，在第一局與對手的較量中，不幸戰(zhàn)敗。在比賽場地旁的張老師和尚老師目睹了這一狀況后，指

13、出了該小隊機器人的不足之處并指導(dǎo)小隊成員調(diào)整方案。在隨后的復(fù)活賽中，該小隊一路過關(guān)斬將，一次次成功晉級，最終獲得一等獎的優(yōu)異成績。接下來的無差別1V1項目的比賽，在前兩局都成功晉級，但在接下來的一場比賽中，對手很靈敏，每次都能夠準(zhǔn)確地找到我方機器人的位置并迅速做出攻擊，然而我方的機器人卻在尋找對手方面很是欠缺，這也就導(dǎo)致多次被對手捕捉到側(cè)面等薄弱區(qū)，最終不幸戰(zhàn)敗，僅獲得二等獎，其他三小隊也在其他項目中獲得二等獎1項和三等獎2項的優(yōu)秀成績。（團隊成員在省賽賽場調(diào)試機器人） 通過這次比賽，團隊成員見到了更加優(yōu)秀的團隊，對機器人有了更深的認(rèn)識，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足以及要努力的方向。團隊成員們就一直

14、在思考，怎樣才能讓機器人靈活自如，并在遇到敵人時都能夠及時進(jìn)行攻擊；怎樣才能在保證自己安全的條件下，通過手臂的動作將對方擊敗等。對此，張老師和尚老師多次和團隊一起討論分析比賽中出現(xiàn)的各種問題以及外校比較優(yōu)秀的團隊的策略思想，給了我們很大的啟發(fā)，同時也為以后參加的比賽積累了豐富的經(jīng)驗。（團隊在河南省機器人大賽所獲獎項）由于在這次省賽中表現(xiàn)優(yōu)異，河南工業(yè)大學(xué)機器人團隊得到了2017世界機器人大賽組委會的參賽邀請。2017世界機器人大賽于8月23日在北京舉辦，它是我國機器人領(lǐng)域規(guī)模最大、規(guī)格最高、國際元素最豐富的活動，是中國電子學(xué)會、國際機器人競技與創(chuàng)客教育聯(lián)盟共同主辦，教育部創(chuàng)新方法教學(xué)指導(dǎo)委員會

15、等單位支持的極具創(chuàng)新性和觀賞性的科技競賽，領(lǐng)導(dǎo)、老師和團隊中的每個成員都高度重視這次比賽。為了能有更多的時間準(zhǔn)備世界機器人大賽，團隊成員們這個暑假都選擇了留在學(xué)校準(zhǔn)備比賽。張老師和尚老師多次給我們召開會議，介紹世界機器人比賽的規(guī)則，商量比賽的策略和制定任務(wù)進(jìn)度計劃，并結(jié)合團隊實際情況，最終確定了3個隊伍參加這次比賽。（團隊用于參賽的機器人作品）這次世界機器人大賽的比賽規(guī)則和省賽的規(guī)則雖然有相同之處，但是差異也不小。對于無差別輪式機器人1V1比賽項目而言，最大的區(qū)別就是世界賽要求機器人在擂臺下時能夠自己尋找并登上擂臺。如果不能成功登上擂臺，將很快被淘汰。結(jié)合省賽的參賽策略和經(jīng)驗，該小隊最終采取了

16、用加長的構(gòu)件與固定在機器人底盤上的舵機轉(zhuǎn)軸相連的方案實現(xiàn)自主登臺。后續(xù)的實驗測試證明小隊的想法是可行的。解決了登臺難題后，接下來的主要任務(wù)就是擂臺上的攻敵策略以及防掉臺。該項目小組對省賽出現(xiàn)的檢測敵方不準(zhǔn)和攻擊性差的問題進(jìn)行了分析，決定降低前方和后方模擬量紅外傳感器的位置，并用增裝的開關(guān)量紅外傳感器與模擬量紅外傳感器配合使用檢測敵人，同時在省賽的基礎(chǔ)上對攻擊策略做了較大的改進(jìn)，實驗表明該小隊的思想策略是正確的。而對于仿人機器人1V1項目組的比賽來說，世界機器人大賽的規(guī)則與比省賽的規(guī)則要求更加苛刻。特別是在機器人的搭建和傳感器的安裝方面，世界機器人大賽對機器人底盤下傳感器的數(shù)量、腿部特征、整體高

17、度等都做了嚴(yán)格的說明。面對如此苛刻的規(guī)則要求，小組成員們不得不重新商討制定新的方案和策略。在多次商討后，隊員們決定在保留省賽機器人底盤搭建方案的前提下，在底盤下方使用3個灰度傳感器來檢測機器人在擂臺上所處的位置，并用多節(jié)舵機固定架作為腿部來增加機器人的高度。除此之外，為了擺脫機器人套件生產(chǎn)商開發(fā)的編程軟件不能使用中斷和定時器的限制，隊員們決定使用eclipse開發(fā)軟件作為編譯環(huán)境，這也使得機器人的策略和算法實現(xiàn)更加靈活和方便。（團隊在實驗室調(diào)試機器人）在準(zhǔn)備世界機器人大賽的過程中，張老師與尚老師的不斷的支持和指導(dǎo)讓團隊中的每一個人更加自信。由于省賽耗費了一部分機器人構(gòu)件和傳感器，在準(zhǔn)備世界賽的

18、過程中出現(xiàn)了紅外光電傳感器、傾斜傳感器、灰度傳感器以及備用電池緊缺的情況，老師們得知這一情況后，立即與商家聯(lián)系購買，使得各小隊能夠正常順利地準(zhǔn)備比賽。為了讓團隊在準(zhǔn)備比賽的過程中少走些彎路，老師們每隔3天左右都會來查看各小隊的進(jìn)度、了解各小隊遇到的難題，并在一起商討解決辦法，給團隊成員們帶來了很啟發(fā)和幫助。由于暑假時間緊迫，各個小隊為了使自己的機器人在比賽中獲得更好的成績，經(jīng)常調(diào)試到深夜。在經(jīng)過無數(shù)次的調(diào)試和完善后，各小隊已經(jīng)為即將到來的世界機器人大賽做好了充分的準(zhǔn)備。（團隊參加2017世界機器人大賽合影）世界機器人大賽如期而至。在張老師和尚老師的細(xì)心安排下，各小隊已經(jīng)把調(diào)試好的機器人以及一些

19、備用元件和工具放入箱子封裝起來，準(zhǔn)備向北京出發(fā)。這次比賽和上次省賽大有不同，不僅參賽隊伍極多，而且名校眾多，我們每個隊員都感到莫大的壓力，但既然來了就必須認(rèn)真做好。（團隊成員在賽場調(diào)試）第一天是調(diào)試和場地適應(yīng)時間，團隊的每一個人都早早地到了賽場進(jìn)行調(diào)試，各個小隊分工明確，數(shù)據(jù)測量、程序優(yōu)化、下載驗證等工作有序進(jìn)行。經(jīng)過兩個多小時的努力，基本完成了賽場調(diào)試工作。在后來調(diào)試場地的多次測試過程中，一旁的尚老師發(fā)現(xiàn)了無差別輪式1V1項目組的機器人偶爾會出現(xiàn)卡在擂臺上不能上臺的問題，這雖然是個小概率事件，但是如果在比賽時出現(xiàn)了，將會導(dǎo)致輸了整場比賽的致命后果。在和隊員們溝通交流后，尚老師指出了用傾角傳感

20、器檢測與多個紅外配合檢測這兩種方案，由于傾角傳感器會由于機器人在與敵方擊打產(chǎn)生震動的過程中發(fā)生誤判，經(jīng)過綜合考慮后，最終選擇了多個紅外配合檢測的方案，并立即對程序進(jìn)行了優(yōu)化。測試表明這一改進(jìn)非常成功。當(dāng)天晚上，為了確保機器人在第二天的比賽當(dāng)中正常運行，團隊成員們對機器人的傳感器、連接線、結(jié)構(gòu)件等進(jìn)行了一次細(xì)致檢查。無差別輪式機器人1V1項目組的成員在檢查過程中發(fā)現(xiàn)機器人的一個舵機偶爾會出現(xiàn)不受命令控制的情況。隊員們經(jīng)過商量討論后，認(rèn)為出現(xiàn)這種問題有3種可能，第一種可能是舵機線松動或斷路，第二種可能是程序有問題，第三種可能是舵機損壞。接下來隊員們在更換了舵機線、單獨寫命令程序控制舵機測試后仍然不能找到導(dǎo)致問題的原因，只能認(rèn)定舵機可能損壞。由于舵機安裝在機器人內(nèi)部，更換舵機意味著要拆掉機器人的大部分構(gòu)建，在拆與裝之間將花費大量的時間，而此時已是夜晚10點多。在衡量了利弊后，隊員們決定犧牲大量休息時間更換舵機。在團隊的共同努力下，成功完成了各項安裝任務(wù)。經(jīng)過測試，以前出現(xiàn)的問題被成功解決了，隊員們懸著的心終于放了下來，而此時已是凌晨兩點多鐘。問題的成功解決，