CN111267125B - 一种机器人比赛系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种机器人比赛系统，包括场地、机器人及控制模块；所述控制模块包括供电单元、主控单元、第一无线通信单元及数据输入输出接口，所述第一无线通信单元及数据输入输出接口连接于主控单元；所述主控单元用于当通过检查传感器检测到机器人位于攻击位上时，将该机器人的所在攻击位发送至对方机器人，并发送允许攻击信息至该机器人；所述主控单元还用于当通过攻击感知传感器检测到大本营中弹信息后，更新该大本营的血量信息，直至该大本营的血量为零；所述主控单元还用于当机器人的仲裁机构的中弹感应单元感应到机器人中弹时，更新该机器人的血量信息，直至该机器人的血量为零。无需人员进行操控，增加机器人比赛的自主性，增加比赛的趣味性。

Description

一种机器人比赛系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人比赛系统。

背景技术

机器人比赛是一种能够充分激发学生学习自动化、机械、电子、计算机技术等技术兴趣的方式，能够有效地将枯燥的理论学习和实践结合，实现寓教于乐。

大多数机器人比赛通过设置一定的任务，使参赛者各自无对抗完成设定任务，以完成任务的时间和完成质量进行评分区分胜负，没有对抗性。这类比赛有些是让机器人通过一些障碍关卡到达指定位置，有些是让机器人将特定物品从某个位置搬运至另一个位置，有些是让机器人发射物体击中特定目标(如投篮等)，有些是让机器人完成一些动作(如舞蹈机器人)。

目前有些机器人比赛(VEX机器人大赛等)通过让参赛者自主搭建机器人，比赛时机器人进行物理撞击等对敌方进行攻击，以损伤敌方分出胜负，机器人的移动、攻击由比赛者直接进行遥控。

但目前机器人比赛存在门槛高、趣味性不足，或者自动化程度低，进而导致无法真正承载理论知识实践功能的问题。

众多机器人比赛要求参赛者从无到有搭建机器人，从而对参赛者机械、编程等各方面知识提出了比较高的要求。参与者需要克服较长、枯燥的初期学习，才能到达实践阶段，进而导致参与者无法坚持到最后。过高的比赛门槛导致参与面比较小，不适合用于初学者培训，特别是不适合计算机、控制技术等课程培训。如果有硬件平台成熟，不需从零搭建的机器人比赛系统，则可以使学生专注于计算机、控制知识的学习实践。

受限于智能水平，目前大多数机器人比赛以单独完成某种特定任务为主，已完成时间和完成质量进行评分，缺乏对抗性，因此比较缺乏趣味性，无法充分调动普通学生参与热情。当前电子竞技游戏之所以能够吸引人们普遍热情，其关键在于游戏充满对抗性，满足游戏者成就感。亟需将竞争性和对抗性引入机器人比赛，提高比赛的可看性，有助于增强参与者热情和扩大参与面。具有对抗性和竞争性机器人比赛一定程度可以视为电子竞技游戏的实体化。

目前少数机器人比赛已经开始引入对抗决定胜负，但是自动化程度不高，基本上采用的是参赛者手动遥控控制机器人。这种方式虽然增加了机器人比赛的趣味性，但是由于不需要参赛者应用编程、控制等技术，无法承载这些理论知识实践功能，事实上只是一种游戏或者运动，不能成为更有意义知识的学习实践平台。

发明内容

为此，需要提供一种机器人比赛系统，解决现有的机器人对抗比赛中自动化程度不高的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种机器人比赛系统，包括场地、机器人及控制模块；

所述控制模块包括供电单元、主控单元、第一无线通信单元及数据输入输出接口，所述供电单元用于为主控单元、第一无线通信单元及数据输入输出接口供电，所述第一无线通信单元及数据输入输出接口连接于主控单元；

所述场地包括至少第一场地及第二场地，所述第一场地及第二场地均设有攻击位；所述攻击位上设有用于检测机器人的检测传感器，所述检测传感器连接于控制模块的数据输入输出接口；

所述攻击机器人包括行走机构、控制核心模块、攻击机构及仲裁机构；所述行走机构、攻击机构及仲裁机构连接于控制核心模块，所述行走机构用于带动机器人在场地上移动，所述攻击机构用于向对方大本营或者对方机器人发动攻击，所述仲裁机构包括中弹感应单元、第二无线通信单元、攻击使能接口及仲裁控制模块；所述中弹感应单元、第二无线通信单元、攻击使能接口连接于仲裁控制模块，所述中弹感应单元用于感应机器人是否受到攻击，所述第二无线通信单元用于与控制模块的第一无线通信单元建立通信连接，所述攻击使能接口用于当仲裁控制模块接收到允许攻击信息后，控制射击机构进行攻击；

所述主控单元用于当通过检查传感器检测到机器人位于攻击位上时，将该机器人的所在攻击位发送至对方机器人，并发送允许攻击信息至该机器人；

所述主控单元还用于当机器人的仲裁机构的中弹感应单元感应到机器人中弹时，更新该机器人的血量信息，直至该机器人的血量为零。

进一步优化，所述第一场地及第二场地的攻击位之间设有导引线，所述导引线用于导引机器人移动至攻击位上；

所述机器人设有巡线传感器，所述巡线传感器用于检测场地上的导引线。

进一步优化，所述控制模块还包括比分显示单元，所述比分显示单元连接于主控单元，所述比分显示单元用于显示比分信息。

进一步优化，检测传感器为接近传感器、压力传感器和摄像头中的一种。

进一步优化，所述射击机构为激光发射器或者弹丸发射器，所述中弹感应单元为光电传感器或者压力传感器。

进一步优化，所述仲裁机构还包括中弹音效发生器，所述中弹音效发生器连接于控制核心模块，所述控制核心模块用于当通过中弹感应单元感应到机器人受到攻击时，通过中弹音效发生器产生中弹音效。

进一步优化，所述机器人还设有第三无线通信模块，所述第三无线通信模块连接于控制核心模块，所述第三无线通信模块用于接收人工遥控信息。

进一步优化，所述第一场地及第二场地均设有起点，所述起点用于比赛开始前放置机器人。

进一步优化，

所述第一场地及第二场地均设有大本营，所述大本营设有用于感知是否受到攻击的攻击感知传感器，所述攻击感知传感器连接于控制模块的数据输入输出接口；

所述主控单元还用于当通过攻击感知传感器检测到大本营中弹信息后，更新该大本营的血量信息，直至该大本营的血量为零。

进一步优化，所述仲裁机构还包括攻击位就位显示装置，所述攻击位就位显示装置连接于仲裁控制模块，所述仲裁控制模块还用于当接收到允许攻击信息时，则将允许攻击信息在攻击位就位显示装置上显示。

区别于现有技术，上述技术方案，通过将场地设为第一场地及第二场地，场地上设有攻击位和大本营，然后将第一场地和第二场地分配给不同的两方机器人，机器人可以通过行走机构在第一场地或者第二场地上行走，控制系统模块将双方机器人的信息发送给对方，当机器人行走到攻击位时，双方机器人可以在攻击位上进行攻击对抗，机器人也可以选择攻击对方的大本营，控制模块可以根据攻击情况计算双方的比分，在这过程中，可以无需人员进行操控，增加机器人比赛的自主性，同时增加比赛的趣味性。

附图说明

图1为具体实施方式所述一种机器人比赛系统的一种结构示意图；

图2为具体实施方式所述场地的一种结构示意图；

图3为具体实施方式所述控制模块的一种结构示意图；

图4为具体实施方式所述机器人的一种结构示意图；

图5为具体实施方式所述仲裁控机构的一种结构示意图。

附图标记说明：

110、控制模块，111、主控单元，112、第一无线通信单元，113、数据输入输出接口，114、供电单元，115、比分显示单元，120、检测传感器，131、控制核心模块，132、仲裁机构，133、行走机构，134、射击机构，135、巡线传感器、136、第三无线通信模块，140、攻击感应传感器，151、仲裁控制模块，152、中弹感应单元，153、攻击使能接口，154、第二无线通信单元，155、中弹音效发生器，156、攻击位就位显示装置，157、血量指示装置。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1-5，本实施例提供了一种机器人比赛系统，包括场地、机器人及控制模块110；

所述控制模块110包括供电单元114、主控单元111、第一无线通信单元112及数据输入输出接口113，所述供电单元114用于为主控单元111、第一无线通信单元112及数据输入输出接口113供电，所述第一无线通信单元112及数据输入输出接口113连接于主控单元111；

所述场地包括至少第一场地及第二场地，所述第一场地及第二场地均设有攻击位；所述攻击位上设有用于检测机器人的检测传感器120，所述检测传感器120连接于控制模块110的数据输入输出接口113；

所述攻击机器人包括行走机构133、控制核心模块131、攻击机构及仲裁机构132；所述行走机构133、攻击机构及仲裁机构132连接于控制核心模块131，所述行走机构133用于带动机器人在场地上移动，所述攻击机构用于向对方大本营或者对方机器人发动攻击，所述仲裁机构132包括中弹感应单元152、第二无线通信单元、攻击使能接口153及仲裁控制模块151；所述中弹感应单元152、第二无线通信单元154、攻击使能接口153连接于仲裁控制模块151，所述中弹感应单元152用于感应机器人是否受到攻击，所述第二无线通信单元154用于与控制模块110的第一无线通信单元112建立通信连接，所述攻击使能接口153用于当仲裁控制模块151接收到允许攻击信息后，控制射击机构134进行攻击；

所述主控单元111用于当通过检查传感器检测到机器人位于攻击位上时，将该机器人的所在攻击位发送至对方机器人，并发送允许攻击信息至该机器人；

所述主控单元111还用于当机器人的仲裁机构132的中弹感应单元152感应到机器人中弹时，更新该机器人的血量信息，直至该机器人的血量为零。

通过将场地至少分为第一场地及第二场地，至少为不同两个机器人或者不同两个队伍机器人分配场地，其中，为了增加挑战性，所述第一场地及第二场地均设有大本营，所述大本营设有用于感知是否受到攻击的攻击感知传感器，所述攻击感知传感器连接于控制模块110的数据输入输出接口113；所述主控单元111还用于当通过攻击感知传感器检测到大本营中弹信息后，更新该大本营的血量信息，直至该大本营的血量为零。同时为不同的场地分配一个大本营，在大本营上设有攻击感知传感器，通过攻击感知传感器进行感知大本营是否收到攻击；在第一场地及第二场地上均设置若干个攻击位，使得两方的机器人可以在攻击位上进行对抗攻击，如给甲方机器人配置第一场地，给乙方机器人配置第二场地，两方机器人可以在己方场地上活动，也可以在对方场地上活动；在攻击位下设有检测传感器120，用于检测该攻击位上是否有机器人，其中，检测传感器120可以为设置在攻击位下方的压力传感器，或者为布置在场地上方的摄像头；或者为设置攻击位上的接近传感器，当攻击位检测到该攻击位上有机器人时，该攻击位上的检测传感器120将机器人的位置信息通过数据输入输出接口113发送至控制模块110的主控单元111，然后主控单元111将接收到的机器人位置信息即该攻击位的位置信息发送至对方机器人，使得对方机器人可以根据接收到的位置信息到达该攻击位信息，与该攻击位上的机器人进行攻击对抗，当机器人位于攻击位时，控制系统的主控单元111会发送允许攻击信息至该机器人，当该机器人的仲裁机构132接收到允许攻击信息后，通过攻击使能接口153控制机器人的射击机构134使能，其中，仲裁机构132也可以使通过攻击使能接口153使得机器人的射击机构134失效，仲裁机构132实施提供对方机器人是否在攻击位及具体位置信息给控制核心模块131，当仲裁机构132的中弹感应单元152感应到中弹时，将中弹信息发送至控制系统，控制系统根据接受的中弹信息更新相应机器人的血量信息，同时控制系统通过大本营上的攻击感应传感器140进行感应大本营是否受到攻击，而当感应到大本营受到攻击时，则相应的更新该大本营的血量信息，控制系统根据双方的大本营及机器人的血量进行判断输赢，

其中，所述射击机构134为激光发射器或者弹丸发射器，所述中弹感应单元152及攻击感应传感器140为光电传感器或者压力传感器。当射击机构134为激光发射器时，中弹感应单元152及攻击感应传感器140采用光电传感器，通过光电传感器进行感应机器人是否受到攻击，而当射击机构134为弹丸发射器时，则中弹感应单元152及攻击感应传感器140采用压力传感器，通过压力传感器进行感应机器人是否受到弹丸攻击。

通过将场地设为第一场地及第二场地，场地上设有攻击位和大本营，然后将第一场地和第二场地分配给不同的两方机器人，机器人可以通过行走机构133在第一场地或者第二场地上行走，控制系统模块将双方机器人的信息发送给对方，当机器人行走到攻击位时，双方机器人可以在攻击位上进行攻击对抗，机器人也可以选择攻击对方的大本营，控制模块110可以根据攻击情况计算双方的比分，在这过程中，可以无需人员进行操控，增加机器人比赛的自主性，同时增加比赛的趣味性。

其中，比赛可以分为上、下半场，分别在双方场地进行对抗比赛，也可以进行一场比赛，各自分配场地后，攻击对方机器人及对方大本营。

在本实施例中，为了更好引导机器人到达攻击位或大本营，所述第一场地及第二场地的攻击位及大本营之间设有导引线，所述导引线用于导引机器人移动至攻击位上；所述机器人设有巡线传感器135，所述巡线传感器135用于检测场地上的导引线。通过在场地上设置导引线，机器人可以通过巡线传感器135检测场地上的导引线，使得机器人可以根据场地上的导引线到达各个攻击位上，使得机器人可以快速到达攻击位上。其中，巡线传感器135可以采用灰度传感器、摄像头或者电磁式传感器，灰度传感器和摄像头可以根据引导线与地面颜色灰度不同来确定导引线位置，进而达到引导机器人根据导引线达到各个攻击位或者大本营；而电磁式传感器是根据导引线上的磁性进行巡线，即导引线为带有磁性的导引线，电磁式传感器通过电磁方式感应导引线的位置，从而达到巡线的目的，进而实现对机器人的导引。

在本实施中，为了可以知晓双方比赛情况，所述控制模块110还包括比分显示单元115，所述比分显示单元115连接于主控单元111，所述比分显示单元115用于显示比分信息。通过比分显示单元115显示比赛的比分信息，使得观众或者参赛人员可以知晓比赛情况，增加比赛的刺激感。

在本实施例中，为了增加趣味性，所述仲裁机构132还包括中弹音效发生器155，所述中弹音效发生器155连接于控制核心模块131，所述控制核心模块131用于当通过中弹感应单元152感应到机器人受到攻击时，通过中弹音效发生器155产生中弹音效。当机器人中弹后，通过中弹音效发生器155模拟产生中弹音效，可以增加比赛的趣味性。

在本实施例中，为了增加机器人的可控性，所述机器人还设有第三无线通信模块136，所述第三无线通信模块136连接于控制核心模块131，所述第三无线通信模块136用于接收人工遥控信息。通过在机器人上设置第三无线通信模块136，参赛人员可以通过第三无线通信模块136向机器人发送人工遥控信息，进而控制机器人，增加机器人的可控性。

在本实施例中，为了增加比赛的公平性，所述第一场地及第二场地均设有起点，所述起点用于比赛开始前放置机器人。在比赛开始前，将机器人放置在起点上，当比赛开始后，机器人从起点出发，开始对抗比赛，增加了比赛的公平性。

为了进一步增加比赛的刺激性，所述大本营设有血量显示单元，所述血量显示单元用于显示大本营当前剩余血量。通过在大本营设置血量显示单元，显示当前大本营的血量，而随着大本营的血量减少，增加比赛的紧迫感，进而增加比赛的趣味性，同时可以知晓当前大本营的血量变化。其中，在机器人上也设有血量指示装置157，通过血量指示装置157显示机器人的血量。

在本实施例中，为了方便知晓机器人的攻击状态，所述仲裁机构132还包括攻击位就位显示装置156，所述攻击位就位显示装置156连接于仲裁控制模块151控制模块110，所述仲裁控制模块151控制模块110还用于当接收到允许攻击信息时，则将允许攻击信息在攻击位就位显示装置156上显示。通过在仲裁机构132上设置攻击位就位显示装置156，当仲裁机构132接收到允许攻击信息后，将允许攻击信息显示在攻击位就位显示装置156，使得人们可以知晓该机器人已经进入攻击状态。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机器人比赛系统，其特征在于，包括场地、机器人及控制模块；

所述控制模块包括供电单元、主控单元、第一无线通信单元及数据输入输出接口，所述供电单元用于为主控单元、第一无线通信单元及数据输入输出接口供电，所述第一无线通信单元及数据输入输出接口连接于主控单元；

所述场地包括至少第一场地及第二场地，所述第一场地及第二场地均设有攻击位；所述攻击位上设有用于检测机器人的检测传感器，所述检测传感器接于控制模块的数据输入输出接口；

所述机器人包括行走机构、控制核心模块、攻击机构及仲裁机构；所述行走机构、攻击机构及仲裁机构连接于控制核心模块，所述行走机构用于带动机器人在场地上移动，所述攻击机构用于向对方大本营或者对方机器人发动攻击，所述仲裁机构包括中弹感应单元、第二无线通信单元、攻击使能接口及仲裁控制模块；所述中弹感应单元、第二无线通信单元、攻击使能接口连接于仲裁控制模块，所述中弹感应单元用于感应机器人是否受到攻击，所述第二无线通信单元用于与控制模块的第一无线通信单元建立通信连接，所述攻击使能接口用于当仲裁控制模块接收到允许攻击信息后，控制射击机构进行攻击；

所述主控单元用于当通过检查传感器检测到机器人位于攻击位上时，将该机器人的所在攻击位发送至对方机器人，并发送允许攻击信息至该机器人；

所述主控单元还用于当机器人的仲裁机构的中弹感应单元感应到机器人中弹时，更新该机器人的血量信息，直至该机器人的血量为零；

所述第一场地及第二场地均设有大本营，所述大本营设有用于感知是否受到攻击的攻击感知传感器，所述攻击感知传感器连接于控制模块的数据输入输出接口；

所述主控单元还用于当通过攻击感知传感器检测到大本营中弹信息后，更新该大本营的血量信息，直至该大本营的血量为零。

2.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述第一场地及第二场地的攻击位之间设有导引线，所述导引线用于导引机器人移动至攻击位上；

所述机器人设有巡线传感器，所述巡线传感器用于检测场地上的导引线。

3.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述控制模块还包括比分显示单元，所述比分显示单元连接于主控单元，所述比分显示单元用于显示比分信息。

4.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述检测传感器为接近传感器、压力传感器和摄像头中的一种。

5.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述射击机构为激光发射器或者弹丸发射器，所述中弹感应单元为光电传感器或者压力传感器。

6.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述仲裁机构还包括中弹音效发生器，所述中弹音效发生器连接于控制核心模块，所述控制核心模块用于当通过中弹感应单元感应到机器人受到攻击时，通过中弹音效发生器产生中弹音效。

7.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述机器人还设有第三无线通信模块，所述第三无线通信模块连接于控制核心模块，所述第三无线通信模块用于接收人工遥控信息。

8.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述第一场地及第二场地均设有起点，所述起点用于比赛开始前放置机器人。

9.根据权利要求1所述机器人比赛系统，其特征在于，所述仲裁机构还包括攻击位就位显示装置，所述攻击位就位显示装置连接于仲裁控制模块，所述仲裁控制模块还用于当接收到允许攻击信息时，则将允许攻击信息在攻击位就位显示装置上显示。

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