一种擂台赛机器人及其使用方法

摘要

本发明公开了一种擂台赛机器人及其使用方法，包括塔式结构，所述塔式结构包括顶层结构、中层结构以及底层结构，顶层结构在四个角分别安装一个第一红外接近传感器，以与车体呈45°角安置，用作边缘检测，中层结构在擂台机器人左右以及前后侧各安装一个第二红外接近传感器，用作台上台下判断和对抗避让，底层结构在正前方和正后方各安装两个第三红外接近传感器，左右各一个第三红外接近传感器，用作检测擂台机器人处于擂台上方或是下方，同时提供了一种擂台赛机器人的使用方法，便于擂台机器人在掉落擂台后能高效、迅速的找到擂台方向，实现重新登上擂台的目的，提高了擂台机器人的精准度。

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种擂台赛机器人及其使用方法。

背景技术

机器人是一种由传感器、遥控操作器和自动控制器等机构组成的，能够半自主或全自主工作的智能机器。擂台赛机器人软件系统可以实现机器人进攻和防守策略，达到机器人比赛“保证自己在擂台上，将对方机器人击倒或挤下擂台”的目的。

现有技术中存在以下不足：一般轮式机器人只有一层结构或机器人只有较少的传感器，对擂台的方位检测和敌我识别困难的问题。

发明内容

本发明提供了一种通过塔式结构每一层传感器相互协作，来获取擂台机器人在擂台上和擂台下的方位，可在掉落擂台后能高效、迅速的找到擂台方向，实现重新登上擂台的擂台赛机器人及其使用方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种擂台赛机器人，包括塔式结构，所述塔式结构包括顶层结构、中层结构以及底层结构；

所述顶层结构包括第一基板以及第一红外接近传感器，所述第一基板呈六边形结构，所述第一红外接近传感器均匀分布在所述第一基板的左前方、右前方、左后方以及右后方，所述第一红外接近传感器用于边缘检测；

所述中层机构包括第二基板以及第二红外接近传感器，所述第二红外接近传感器分别设置在所述第二基板左右两侧，同时还分别设置在所述第二基板前后两侧，所述第二红外接近传感器用作台上台下判断和对抗避让；

所述底层结构包括第三基板以及第三红外接近传感器，且两个所述第三红外接近传感器对称设置在所述第三基板正前方，另两个所述第三红外接近传感器对称设置在所述第三基板正后方，且还有两个所述第三红外接近传感器分别设置在所述第三基板左右两侧，所述第三红外接近传感器用作检测擂台机器人处于擂台上方还是擂台下方。

优选的，所述第一红外接近传感器与所述第一基板呈45°角设置。

优选的，所述第一红外接近传感器、第二红外接近传感器以及第三红外接近传感器均与所述塔式结构上设有的控制器相连。

优选的，安装在所述第二基板上的所述第二红外接近传感器高度要高于擂台，同时低于围栏高度，安装在所述第三基板上的第三红外接近传感器的高度设置低于擂台高度。

一种擂台赛机器人的使用方法，包括以下步骤：

S1、将擂台机器人第三基板底部的所述第三红外接近传感器从左前方顺时针标号，通过反馈回所述控制器的个数和数据来判断擂台机器人所处位置并判断即将行进的方向；

S2、当擂台机器人掉落擂台下面后，利用围栏、擂台、擂台机器人第三基板上的第三红外接近传感器、擂台机器人第二基板上的第二红外接近传感器存在着高度差，来判断擂台机器人与擂台的相对位置；

S3、当擂台机器人其中一侧的第二基板的第二红外接近传感器和第三基板上的第三红外接近传感器全都检测到障碍物，另一侧只有第三基板上的第三红外接近传感器检测到存在障碍物，而另一侧第二基板上的第二红外接近传感器没有检测到障碍物时，便可以判断出擂台机器人所处位置的朝向；

S4、利用第一红外接近传感器对地面进行照射，然后根据擂台与地面的高度差，调整第一红外接近传感器对于检测到障碍物的距离，使第一红外接近传感器能够检测到擂台为障碍物，但是无法检测到地面，进而判断擂台机器人是否处于边缘位置。

优选的，所述S1中，通过所述第三红外接近传感器反馈回的数据为1时，代表所述第三红外接近传感器检测到障碍物，反馈回数据为0时，代表未检测到障碍物。

优选的，所述S2中，将擂台机器人第三基板和第二基板上的传感器进行区分，通过各个传感器反馈回控制器的数据进行判断擂台机器人和围栏、擂台的相对位置，然后进行自主决策登台，因为第三基板的前后侧必是同时检测到障碍物或检测不到障碍物，因此可以直接将第三基板前后侧的第三红外接近传感器合并，而不需要单独考虑前侧或后侧的情况，同时擂台机器人左右侧的第三红外接近传感器也同理。

优选的，所述S4中，当四个第一红外接近传感器都检测到障碍物时，说明擂台机器人的机身全部处于擂台中，当有第一红外接近传感器无法检测到障碍物，则说明所述第一红外接近传感器不再能够检测到擂台，而是朝向了地面，此时这个方位对应擂台的边缘。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明中，设置了塔式结构，其中塔式结构包括顶层结构、中层结构以及底层结构，其中顶层结构包括第一基板以及第一红外接近传感器，用于边缘检；中层机构包括第二基板以及第二红外接近传感器，用作台上台下判断和对抗避让；底层结构包括第三基板以及第三红外接近传感器，用作检测擂台机器人处于擂台上方还是擂台下方；通过每层结构专属的感应功能，层与层之间又可以相互协作，以达到对擂台的方位检测和敌我识别，便于擂台机器人在掉落擂台后能高效、迅速的找到擂台方向，实现重新登上擂台的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明顶层的俯视图；

图2是本发明中层的俯视图；

图3是本发明底层的俯视图；

图4是本发明擂台机器人的横截面示意图；

图5是本发明擂台机器人处于擂台下时的结构示意图；

图6是本发明擂台机器人处于擂台上时的结构示意图；

图7是本发明擂台机器人区分擂台与围栏原理的示意图；

图8是本发明擂台机器人判断擂台边缘的原理图；

图9是本发明识别定位处于擂台上下的程序流程图；

图中标号：1、第一基板；101、第一红外接近传感器；2、第二基板；201、第二红外接近传感器；3、第三基板；301、第三红外接近传感器；4、擂台机器人；5、围栏；6、擂台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-图4所示，一种擂台赛机器人，包括塔式结构，所述塔式结构包括顶层结构、中层结构以及底层结构；顶层结构包括第一基板1以及第一红外接近传感器101，所述第一基板1呈六边形结构，所述第一红外接近传感器101均匀分布在所述第一基板1的左前方、右前方、左后方以及右后方，所述第一红外接近传感器101与所述第一基板1呈45°角设置，所述第一红外接近传感器101用于边缘检测；中层机构包括第二基板2以及第二红外接近传感器201，所述第二红外接近传感器201分别设置在所述第二基板2左右两侧，同时还分别设置在所述第二基板2前后两侧，所述第二红外接近传感器201用作台上台下判断和对抗避让；底层结构包括第三基板3以及第三红外接近传感器301，且两个所述第三红外接近传感器301对称设置在所述第三基板3正前方，另两个所述第三红外接近传感器301对称设置在所述第三基板3正后方，且还有两个所述第三红外接近传感器301分别设置在所述第三基板3左右两侧，所述第三红外接近传感器301用作检测擂台机器人4处于擂台6上方还是擂台6下方，所述第一红外接近传感器101、第二红外接近传感器201以及第三红外接近传感器301均与所述塔式结构上设有的控制器相连，安装在所述第二基板2上的所述第二红外接近传感器201高度要高于擂台6，同时低于围栏5高度，安装在所述第三基板3上的第三红外接近传感器301的高度设置低于擂台6高度。

如图5-图8所示，一种擂台6赛机器人4的使用方法，包括以下步骤：

S1、将擂台机器人4第三基板3底部的所述第三红外接近传感器301从左前方顺时针标号，通过反馈回所述控制器的个数和数据来判断擂台机器人4所处位置并判断即将行进的方向，利用擂台机器人4底层前后左右的第三红外接近传感器301来判断擂台机器人6处于台上还是台下，当擂台机器人4处于擂台6下方时，由于擂台6与地面存在高度差，并且另一侧是白色围栏5，所以擂台机器人4底层的传感器至少会有两个方向光电开关检测到障碍物。而当擂台机器人4处于擂台6上时，擂台6上除了一个敌方机器人并不会有其他的障碍物，因此底层最多一个方向的光电开关检测到障碍物。所以利用底层光电开关检测到障碍物的数量来判断擂台机器人4所处位置是最简单高效的方法；

通过所述第三红外接近传感器301反馈回的数据为1时，代表所述第三红外接近传感器301检测到障碍物，反馈回数据为0时，代表未检测到障碍物，如下表所示；

S2、当擂台机器人4掉落擂台6下面后，需要重新找到擂台机器人4与擂台6相对的方向，以便找准方向重新启动登台程序重回擂台6，因此需要通过判断传感器的返回值来判断擂台机器人4哪一侧是擂台6，哪一侧是围栏5，利用围栏5、擂台6、擂台机器人4第三基板3上的第三红外接近传感器301、擂台机器人4第二基板2上的第二红外接近传感器201存在着高度差，来判断擂台机器人4与擂台6的相对位置；

将擂台机器人4第三基板3和第二基板2上的传感器进行区分，通过各个传感器反馈回控制器的数据进行判断擂台6擂台机器人4和围栏5、擂台6的相对位置，然后进行自主决策登台，因为第三基板3的前后侧必是同时检测到障碍物或检测不到障碍物，因此可以直接将第三基板3前后侧的第三红外接近传感器301合并，而不需要单独考虑前侧或后侧的情况，同时擂台机器人4左右侧的第三红外接近传感器301也同理，如下表所示；

S3、当擂台机器人4其中一侧的第二基板2的第二红外接近传感器201和第三基板3上的第三红外接近传感器301全都检测到障碍物，另一侧只有第三基板3上的第三红外接近传感器301检测到存在障碍物，而另一侧第二基板2上的第二红外接近传感器201没有检测到障碍物时，便可以判断出擂台机器人4所处位置的朝向；

S4、利用第一红外接近传感器101对地面进行照射，然后根据擂台6与地面的高度差，调整第一红外接近传感器101对于检测到障碍物的距离，使第一红外接近传感器101能够检测到擂台6为障碍物，但是无法检测到地面，进而判断擂台机器人4是否处于边缘位置，

当四个第一红外接近传感器101都检测到障碍物时，说明擂台机器人4的机身全部处于擂台6中，当有第一红外接近传感器101无法检测到障碍物，则说明所述第一红外接近传感器101不再能够检测到擂台6，而是朝向了地面，此时这个方位对应擂台6的边缘，通过第一基板1上前后左右对应的第一红外接近传感器101进行命名，整理出的数据表如下表。

通过上述内容的硬件架构以及算法设计，擂台机器人4可以很好的完成竞赛中的核心动作，比如开局自主登台、台上漫游、攻击敌方擂台机器人4等动作，而且可以较为高效的完成一些高难度的进阶动作，比如掉落擂台6后快速识别自身定位、准确判断出擂台6与围栏5的位置、在掉落擂台6后快速的重新登上擂台6等动作。由此进行算法设计，流程图9所示。

通过高效的算法设计，可以提高竞赛的效率。如果将应用塔式结构进行判断台上台下的策略设为A，将随机判断台上台下策略设为B，分别从以下几种情况分类进行对比，可以得出的结论如表4所示。由此可见，使用塔式结构的擂台机器人4在登台时间、登台概率等方面有着明显的优势，而这些因素往往直接关系着最后的竞赛结果，如下表所示。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。