Plataforma autónoma inteligente para fútbol robot

An intelligent autonomous platform for robot football

Este artículo presenta el diseño, la implementación y los resultados obtenidos, confrontados con simulación, de una plataforma hardware-software para fútbol robot en un entorno artificial que consta de un campo o arena de juego, un agente móvil controlado por la aplicación (AMC), un agente móvil controlado por usuario (MCU), una bola de golf, un sensor para capturar el estado del entorno y un controlador de trayectoria. El problema que enfrenta el agente AMC en su entorno es la búsqueda de una posición con línea de vista libre para golpear la bola hacia la portería del equipo contrario, mientras esquiva adversarios en su camino. El campo de juego es un área confinada de 1,5 m x 2 m, en la cual el agente móvil se desplaza según la cinemática de un robot diferencial a una velocidad máxima de 25,7cm/s, el móvil posee la capacidad de pateo de una bola de golf, la cual se puede impulsar a una velocidad máxima de 1,43 m/s. Por otro lado, se implementa y optimiza un sensor de posición. El proceso parte con la captura de imágenes de la arena de juego, continúa con la conversión al formato HSI y la aplicación de filtros digitales sobre las imágenes, y termina con el cálculo de las componentes cartesianas a partir de los patrones en color, que identifican a los móviles y bola de juego, la velocidad que alcanza el sensor es de 30 cuadros por segundo. Finalmente, se realiza el control de navegación inteligente a través de una estrategia híbrida, en la cual se combina linealmente el efecto de dos controladores basados en lógica difusa, uno para llevar el agente a la posición de tiro al arco y el otro para esquivar obstáculos mientras navega a la posición de tiro.

This article presents the design, implementation, virtual simulation and test results for a hardware-software platform for robot soccer. The platform consists of a soccer field, a software-controlled mobile agent (AMC), a user-controlled mobile agent (MCU), a golf ball, an image sensor system and a path-planning controller. The problem for agent AMC is to sense the environment and move to a kicking position to score while avoiding opponents in its way. The soccer field is a bounded area of 1.5m x 2m in which mobile agents move following differential robot kinematics at 25.7cm/s speed; each robot has a kicking system which can speed up a golf ball at 1.43m/s velocity. A position sensor was implemented and optimised in three stages: capturing the soccer field image, converting to HSI format and applying digital filters and calculating the Cartesian components from colour patterns for identifying the mobile robots and the golf ball. Image sensor system processing speed is 30 frames per second. Robot path planning is controlled by a hybrid strategy based on two linearly combined fuzzy logic controllers; one takes agent AMC to the goal position and the other avoids obstacles while it moves to the goal position.