عنوان
تشخيص و دنبال كردن توپ در حال حركت توسط ربات انسان‌نما و يك شوت بي‌درنگ به دنبال آن
نويسنده اصلي
ذكري اصفهاني، عرفان
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
مسابقه ربوكاپ يك مسابقه بين‌المللي بين ربات‌ها است و يكي از انواع ربات‌ها، ربات‌هاي انسان‌نما و يكي از شاخه‌هاي ربوكاپ ليگ فوتبال ربات‌هاي انسان‌نما (ليگ انسان‌نما) است. ربات‌هاي هوشمند بايد از طريق حسگر‌هاي خود دركي از محيط داشته باشند و در مقابل عملي در راستاي رسيدن به هدف خود كه در اين ليگ برنده شدن در مسابقه فوتبال است، بر روي محيط انجام دهند. در اين ليگ رقابت‌هايي بين شركت‌كنندگان با عنوان چالش فني برگزار مي‌شود كه مسائلي حل نشده يا كمتر كار شده‌اند و يكي از اين چالش‌ها كه هدف اصلي اين پژوهش است، گل زدن توپ متحرك توسط ربات انسان‌نما است. در اين چالش ربات بر روي نقطه پنالتي قرار مي‌گيرد و توپي از نقطه كرنر به ربات پاس داده مي‌شود و ربات بايد بتواند با يك تماس توپ را وارد دروازه كند. براي اين كار ربات نياز دارد كه بتواند توپ را تشخيص دهد و زمان رسيدن توپ به خودش را پيش‌بيني كند. براي اين كار از شبكه عصبي مصنوعي براي تشخيص توپ و از رگرسيون خطي براي پيش‌بيني زمان رسيدن توپ به ربات استفاده شده است.
در ابتدا ربات انسان‌نماي قاسم موجود در آزمايشگاه در شبيه‌ساز گزبو مدلسازي شده است، سپس خط لوله‌اي در بستر سيستم عامل رباتيك ROS طراحي شده است كه الگوريتم‌ها بتوانند در راستاي شوت زدن بدون وقفه به توپ متحرك با يكديگر همكاري داشته باشند. يك شبكه عصبي مصنوعي براي تشخيص توپ آموزش داده شده است و يك ردياب توپ با استفاده از شبكه تشخيص توپ، توپ را در طول زمان رديابي مي‌كند. روشي براي محاسبه فاصله توپ تا ربات به وسيله يك دوربين معرفي شده است و الگوريتمي پياده‌سازي شده كه با استفاده از فاصله توپ تا ربات در طول زمان و يك رگرسيون خطي، زمان رسيدن توپ به ربات را پيش‌بيني مي‌كند. از طريق موقعيت توپ در تصوير، الگوريتم ديگري براي محاسبه مكان نسبي توپ نسبت به ربات معرفي شده است و ربات با استفاده از يك رگرسيون خطي ديگر و مكان نسبي توپ در طول زمان پيش‌بيني مي‌كند كه آيا توپ به ربات مي‌رسد يا خير و اگر بله، كدام پا بايد به توپ ضربه بزند.
براي حل نسخه قديمي اين چالش روشي توسط ربات T-Flow معرفي شده است كه هم ربات از دو دوربين بهره مي‌برد و هم دقت خوبي در شوت زدن به توپ ندارد. تيم‌هايي نيز براي حل اين چالش تلاش كرده‌اند ولي نتايج و روش خود را منتشر نكرده‌اند. روش پيشنهادي در اين تحقيق بر روي ربات انسان‌نماي قاسم مدلسازي شده در شبيه‌ساز در چهار وضعيت مختلف قرارگيري توپ و ربات آزمايش شده است و نشان داده شده است كه مي‌تواند به خوبي در زمان مناسب به توپ شوت بزند و توپ را وارد دروازه كند.
شماره ركورد
214748
گرايش رشته تحصيلي
هوش مصنوعي و رباتيكز
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد داور
نادر كريمي، حامد جلالي بيدگلي
استاد راهنما
مازيار پالهنگ