Ρομποτικό ποδόσφαιρο.

Abstract

Η συγκεκριμένη εργασία είναι μία πρωτη επαφή για την υλοποίηση του θέματος «ρομποτικό ποδόσφαιρο» και θα μπορούσε να αποτελέσει ένα μελλοντικό στόχο , για να λάβει μέρος το ΤΕΙ Ηρακλείου, στη διοργάνωση αγώνων που πραγματοποιείται σχεδόν κάθε χρόνο σε επίπεδο Ιδρυμάτων ή ομάδων ή διαφορετικών χωρών μεταξύ τους. Κάτω από αυτό τον τίτλο , ρομποτικό ποδόσφαιρο , υπάρχει μία ποικιλία διαφορετικών εργασιών και διαφορετικής δυσκολίας κάτω από συγκεκριμένες προϋποθέσεις που έχει καθορίζει η ομοσπονδία ρομποτικού ποδοσφαίρου F.I.R.A που θα αναφερθεί αναλυτικότερα σε επόμενη θεματική ενότητα. Για την διεκπεραίωση της συγκεκριμένης εργασίας απαιτείται η γνώση μαθηματικών - γραμμική γεωμετρία, πληροφορικής – ικανότητας προγραμματισμού – γνώση οπτικής αναγνώρισης και γνώση μικροελεγκτών - αισθητήρων. Ανέλαβα πρίν αρκετό καιρό την συγκεκριμένη εργασία με μεγάλο ενδιαφέρον χωρίς να έχω ασχοληθεί ποτέ με κάτι περεμφερές. Δεν υπάρχει μοναδικός τρόπος για την υλοποίηση της συγκεκιμένης εργασίας , καθως εξαρτάται καταρχήν από τον τύπο του υλικού που θα χρησιμοποιηθεί και τον τρόπο στρατηγικής της λειτουργίας του. Οι δεσμέυσεις – κανονισμοί που υπάρχουν αναφέρονται στα μηχανικά – ηλεκτρονκά χαρακτηριστικά , ώστε ο διαγωνισμός να γίνεται μεταξύ ισότιμων αντιπάλων . Έγιναν πολλαπλές διαφορετικές σκέψεις και προσπάθειες για την επίλυση της εργασίας, όπως στον σχεδιασμό για την οπτική αναγώριση , στην αποστολή δεδομένων για την ενεργοποίηση κίνησης , στον τρόπο της κίνησης καθώς και σε άλλες διεργασίες που προέκυψαν. Ο περισσότερος χρόνος σπαταλήθηκε στις δοκιμαστικές προσπάθειες , καθώς εμφανίστηκαν πολλά προβλήματα τα οποία δεν ήταν ορατά εξ αρχής, σε διάφορα τμήματα ανάπτυξης της εργασίας τα οποία επιλύθηκαν , με κόστος αρκετές φορές , την αλλαγή μεγάλου μέρους του κώδικα. Να αναφέρω ότι υπήρξε μία μικρη βοήθεια από το τμήμα , στην ενεργοποίηση του ρομποτικού παίκτη ώστε να μπορεί να λαμβάνει σειριακά ένα byte και να μπορεί να εκκινήσει έναν τροχό. Οι γνώσεις που έχω αποκτήσει κατά την διάρκεια των σπουδών μου, από την τεχνολογία αισθητήρων, ρομποτική , εφαρμογές μικροελεγκτών, προγραμματισμό, μαθηματικά, μηχανική καθώς και τεχνικές της οπτικής αναγνώρισης από εξωτερικές πηγές εκμάθησης, δόθηκε η ευκαιρία να εφαρμοστούν συνολικά στην πράξη για την υλοποίηση της εργασίας , από τα πρώτα βήματα του σχεδιασμού μέχρι την επιτυχία τερμάτων, που είναι και ο τελικός στόχος της συγκεκριμένης εργασίας , αλλα στη συγκεκριμένη εργασία χωρίς αντίπαλο. Μετά από αυτή την επαφή σε πρακτικό επίπεδο, δημιούργηθηκε ελάχιστη σχετική εμπειρία η οποία σε παρόμοια εφαρμογή μελλοντικά, θα μπορούσε να με βοηθήσει προσωπικά , να αναπτύξω με πιο σωστό τρόπο, γρηγορότερα και να αποφύγω δυσλειτουργίες ή κακούς σχεδιασμούς τους οποίους να εχουν αντίκτυπο σε οικονομικούς παράγοντες, και χρονοτριβή. Σαν πτυχιακή εργασία, αντικατοπτρίζει μία πραγματική εφαρμογή που σίγουρα συναντάται σημερα σε αυτόνομα ρομπότ. Ο βαθμός δυσκολίας της συγκεκριμένης εργασίας κατά την γνώμη μου , είναι αρκετά μεγάλος και επιβεβαιώνεται, από το ότι ασχολούνται οργανομένα ολόκληρες ομάδες ατόμων από τα καλύτερα πανεπιστήμια του κόσμου. Η μεγαλύτερη δυσκολία βρίσκεται στην λεπτομέρεια ή στις ειδικές περιπτώσεις , σαν παράδειγμα η γενική λειτουργία μία διαδικασίας περιγράφεται σε δέκα γραμμες κώδικα , ενώ αντιθέτως εάν θα πρέπει να συμπεριληφθεί μία ειδική περίπτωση στην γενική λειτουργία , μπορεί να χρειαστεί τρείς φορές περισσότερος κώδικας. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κο Καββουσανό Μανώλη , ο οποίος μου έδωσε την ευκαιρία να εκπονήσω αυτή την εργασία καθώς τον Κο Τουτουντζή που έκανε την βασική επικοινωνία μεταξυ των τροχών του ρομποτικού παίκτη και του μικροελεγκτή, και το τμήμα Μηχανολογίας της ΣΤΕΦ του ΤΕΙ Ηρακλείου , για τις γνώσεις που μου πρόσεφερε κατά την διάρκεια των σπουδών μου.

Last twenty years, Robotic soccer projects attracts many people of science and robotics specialists from all the world. It is organized in groups, categories , players act as national or local teams and they follow instructions and rules created by the FIRA (Federation of Internation Robotic Soccer) . The scope of competition that take place, is to have fun , but under the word “game” , there are tested new technologies and programming technics that have influence in the real world. The project described here , contain some basic steps needed to cover this famous and future project named “robotic soccer”. These first steps , will help the Technological Institute of Crete (T.E.I) to abtain ideas , creating questions about, how to develop better , such a project in a more professional way , in order to participate as a country or as a team , in the games that take place in the world and be organized by FIRA . As a student in the Mechanical Engineering of this Insitute (Robotics – Mechatronics section), it was a great opportunity for me to combine the knowledge i learned during the studies and the experience i had in programming , to implement this project. The technical details of this project , and the rules that required to be played , are described in the Mirosot football league category(3 x 3) and informations about this type of game can be found in the www.fira.net website. The project that i attempted to finish and present here, includes only a robotic player , a PC system , a camera and the playground. The main goal of the project here, is to make the robotic player always to find the ball, to push it to the opposite side and finally to score the goal. Without any experience in such a project that includes visual analysis , wireless serial communication and developing in Matlab interface , controling a robot in realtime with many events happened per second , it was a real difficult job for me. During developing , there were many problems appeared , i have to report as example designing the head of the robotic players , find our robotic players and their characteristics , find the position of the robotic players – ball – enemies in the playground, differentiate between the undesired objects or image noise and real robotic players, sending the right commands to the proper robotic players , creating the path that will follow a robotic player to the ball , pushing the ball and follow another path to the way , in order to score the goal and finally celebrate the goal that is scored. All these steps during developing reported above , help me to get some experience, that will help me in future projects, to perform faster , better and more professional.