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集控式足球机器人系统问题1、集控式足球机器人系统可以分为哪几个子系统？每个子系统的功能作用是什么？答：（1）视觉子系统：视觉系统对原始图像进行处理，根据相应的识别算法，对机器人的色标和小球进行识别，获取机器人的位姿信息和车号，以及和球的位置信息；（2）决策子系统：根据视觉子系统得到并处理后的信息，包括我方机器人的信息，对方机器人的信息，球的信息等，分析判断比赛场地上敌我双档的攻势形态，经过任务分解，角色分配等一系列处理，做出相应的决策，得到机器人的轮速，通过通信系统发给场地上的机器人，从而实现比赛中的各种任务；（3）机器人及通信子系统：接受上位机发送的速度信息，并执行相应的操作。2、视觉子系统主要由哪些部件组成，应如何选择部件？答：硬件部分包括：摄像头、镜头、图像采集卡及数据线等。摄像头：考虑最高分辨率，最高图像采集速度，是否支持AOI，摄像头处理的信号形式（模拟/数字）。3、数字摄像头常用数据传输协议有哪些？试简单比较区别。答：IEEE1394总线标准；USB总线标准；区别：传输速度上，IEEE1394有望达到1.6G/s，3.2G/s；USB2.0为400Mb/s4、镜头的选取主要考虑哪些因素？答：镜头的成像尺寸，镜头的接口，镜头焦距和视野角度，光圈或通光量；5、色标的作用是什么？设计时如何考虑？答：视觉系统通过对机器人色标进行识别，可以获得机器人的位置，方向角和车号。6、进行图像处理时，常用的颜色模型有哪些？试简单分析原理。答：RGB模型、HSI模型、YUV模型。如果通过阈值进行颜色分割，应选用分布均匀的HSI或YUV模型；如果建立离散的颜色查找表，通常选择RGB颜色模型；7、队标分割时，常用的基本算法有哪些？试简单论述。答：一种是游程编码算法（RLE），另外一种是区域生长算法。区域生长法：以HIS模型为例，首先以目标的颜色建立一个生长规则，以一定的步长逐行扫描图像，寻找种子点，判断种子点的四个领域，符合的生长规则的领域置位（并作上标志，下次不进行扫描），并将其合并，按照以上过程，直到生长结束8、摄像机标定的原理是什么？常用的Tsai两步法指的是哪两步？答：（1）建立二维图像与三维空间之间的映射关系，（2）建立模型——设置算法9、视觉处理子系统最终得到的结果是什么？答：小车的位姿，车号，球的位置信息；10、决策子系统的执行过程是怎样的？答：决策信息的预处理—场地区域划分—决策阵型解释—角色分配—决策优化—动作执行。11、设计一个好的决策系统应该考虑哪些因素？答：角色分配，算法优化，阵型，场地分区，兜球方式，射门路径规划等。12、简单说明通信子系统的基本原理以及发送给机器人的最终命令是什么？答（1）基本原理：上位机传输的指令，通过发射模块发送出去，机器人上的接受模块接受相应频率值和车号的速度值。（2）最终命令，小车的两个车轮轮速；13、说明轮式足球机器人的主要组成部分及作用。答：色标，车体，控制板，电池，电机13、说明轮式足球机器人的系统控制原理。答：包括与上位机的通信，对电机的驱动控制，对电机速度的测速，鉴相和反馈，还有对相关芯片和电机的供电模块。14、说明3对3、5对5及11对11三种不同系统的主要区别，在设计时如何考虑？答：机器人个数不同，场地大小不同，图像处理不同，策略角色分配不同；15、你认为要想提高系统的整体性能，可以从哪些方面着手改进？答：视觉上，提高识别的精确性和响应速度；策略上，进行算法优化，阵型，角色分配上更加细化，包含更多特殊情况；通讯模块，提高收发速度值的速度和稳定性；小车本体：考虑采用四轮机构。全自主足球机器人系统问题1、试根据所学内容，总结全自主足球机器人系统设计可大致划分为哪几个部分？答：决策子系统，视觉子系统，控制子系统，机器人本体。2、试根据图1列些全向运动平动的速度分解公式。图中V为期望的平动速度，θ为平动方向角，图中各轮成120°夹角。VR1、VR2、VR3分别为三轮的转速答：123cossin30cos60RRRVVVVVV3、试简述由分立元件构建的H桥直流电机驱动电路的工作原理。答：通过四个电力MOSFET的门控端，使得电力MOSFET交换导通，来控制电机的正反转。4、常见的击球装置有哪几类？答：机械击球，气动击球，电磁击球。5、试简述电磁击球装置的工作原理。答：将24伏直流电进行逆变，再将得到的220V，50HZ交流电，通过升压斩波电路升压后，接通螺线管，产生吸引力，使得铁芯快速运动，实现击球射门动作，继电器控制使得螺线管关断，铁芯复位。6、试总结当下全自主足球机器人比赛中常见的持球装置有哪几类？答：被动持球；主动持球：单侧刷球，双侧刷球。图17、试简述全自主足球机器人足球识别的基本原理。答：建立颜色库（图像生长规则）——逐行扫描图像，网格法寻找种子点——判断种子点的四个领域，是否符合生长规则——将符合的领域筛选并合并，按这种方法直到生长结束，将每个生长区域进行排序，将符合规则的最大区域为足球图像。8、试绘制教学中所使用的自制机器人的单个轮系的结构简图。答：电机-联轴器-传动轴-全向轮，其间加有一定的支撑辅助装置，如轴承，轴承座，键等机械零件。9、试对比说明电磁击球装置和气动击球装置的特点。答：电磁击球装置力量大，结构紧凑，一场比赛中，可以实现多次反复击球，可以调节击球力量大小；气动装置：结构复杂，一场比赛射门次数有限，击球力量调节不容易实现，机构相对复杂。10、试述全景反射装置的基本组成及其成像特点。答：（1）全景发射镜面，摄像头，镜头；（2）可以拍摄到机器人周围水平方向上360度和垂直方向上一定角度内的图像，拍出的图像存在严重的筒形失真。11、试述自主足球机器人定位中场地白线特征点的提取方法。答：（1）中心放射线射线搜寻；（2）亮度求导极值点同时考虑色度为绿色变化12、试述全自主足球机器人定位的基本思路。答：（1）白线点的提取（2）距离映射（3）假设位置点（4）计算匹配度（5）确定位置13、试分析按照中心放射线进行特征点扫描的原因。答：因为考虑了到全景反射系统所拍摄的图像的特征：360°、桶形失真、以及对图像的一些假设，同心圆上每一点的畸变值相同等。14、试说明全景图像标定的目的是什么？答：二维图像信息与目标三维空间信息之间的映射关系。16、试对比两轮运动方式说明全向运动方式的特点。答：全向远动可以向任意方向做直线运动，也可以一边旋转一边直线运动，且可以实现完全控制；而两轮运动向轮面方向以外运动时须通过两轮轮速的差速，做一段圆弧运动方可以实现连贯运动。17、试对比说明三轮全向运动底盘和四轮全向运动底盘的异同与优缺点。答：两者都可以实现全项运动，四轮受力分配均匀，各个轮轴受力较小，但四轮机构需考虑四点共面问题，对加工精度要求较高，且相对复杂。慧鱼创意组合模型问题1、请简述慧鱼模型使用过程分为哪三个阶段？答：模仿模型，改进模型，创作新模型；2、模型连接线的走线方式有哪几种？答：（1）沿着构件的沟槽走；（2）导线在基板上走；（3）导线穿过线卡；（4）导线可以在基板下穿过；3、简述ROBO接口板与电脑连接方法并指出ROBO接口板与扩展版的连接方法？答：ROBO接口板与电脑可以通过USB或者串口连接；扩展板和接口板主要通过10针带状电缆相连。3、ROBO接口板最多可连接几块扩展板？答：一块ROBO接口板最多可以和三块扩展板相连。4、ROBO扩展板由哪几个部分组成？（1）电源输入端口；（2）USB接口和串口；（3）微处理器和存储器；（4）数字量输入I1~I8；（5）输出M1~M4或者O1~O8;（6）模拟阻抗输入AX和AY；（7）模拟电压输入A1和A2;（8）距离传感器输入D1和D2；（9）红外线（IR）输入；（10）26针插槽；（11）I/O扩展板用插槽；（12）无线射频通讯模块用插槽；5、ROBO接口板上AX、AY、D1、D2、I1~I8几个接口各返回何种类型值？答：AX和AY返回阻抗大小（0~5.5K，分辨率10位）；D1和D2返回距离值大小；I1~I8返回数字信号0或1；6、AX、AY两个口可接哪两种传感器？答：电位器，光敏和热敏传感器；7、距离传感器应接在哪个接口上？答：AX和AY;8、慧鱼模型都有哪几种传感器？答：光敏，热敏，距离传感器，红外线收发传感器等。9、当ROBO接口板与电脑用USB连接时该如何操作？答：首先将接口板与电脑用USB线连接，在接口板初始化完成后，按下接口板上的端口选择按钮，然后在电脑操作界面上点击COM/USB图标，然后点击测试按钮。10、ROBO接口板有哪两种工作模式？答：在线模式和下载模式12、ROBO接口板在下载工作模式下可将程序下载在哪两个存储区并简述两个存储区的区别，当程序处于测试阶段时最好将程序下载在哪个存储区？答：可存储在FLASH或RAM两个存储区中。存储在RAM中时，一旦电源中断或者启动FLASH程序RAM中的程序就会被删除；存储在FLASH中时，断电后程序仍然保存在内。13、ROBO软件可分为哪几个级别？答：初学者——运用子程序——运用变量——面向对象14、脉冲计数器当选择上升沿或下降沿计数时脉冲齿轮每转一圈脉冲计数几次？答：一圈计数8次15、在第二级程序编制过程中延时模块的延时时间范围为多少？答：32767min16、电动机变速范围为多少，如何设置？答：共有八级转速，8是最大速度，必须在电机停止或关闭时进行操作和设置。17、如何对搭接好的模型某个部分进行简单测试？答：（1）将电脑和ROBO用数据线相连；（2）在ROBO启动后，对当前使用的接口板进行设置，在启动的程序界面上点中COM/USB图标，选择相应的数据线连接方式，点击“Ok”；（3）点击工具栏中的测试按钮，打开接口板测试窗口来检查接口板和硬件间的情况，即可进行各个部分的简单测试。18、该模块还能用何种方法表示？答：Motoroutput模块上的电机控制操作块。19、设计一扇可以自动打开的车库大门,当你开着车到了车库门口,按一下传达室按钮,门便由一个电机牵引着打开了。这台电机一直保持运转,直到门完全打开。间隔一定时间后车库门自动关闭。