DOTA对抗赛机器人设计和定位实现

摘要：文章主要通过对2014年华北五省机器人大赛中机器人DOTA对抗赛中无线遥控对抗机器人进行分析和研究，介绍了两种红外无线遥控进攻机器人和一种全自主防守机器人通讯和击打装置的设计和实现，使其能根据操纵者要求完成一系列攻击、阻碍对方等复杂任务。分别采用了80C51单片机和深圳天地飞科技开发有限公司的WFT06X—A 2.4GHz六通道比例遥控装置控制机器人，出色地完成了对机器人的控制并能将其性能最优化，实现预期目标。

关键字： DOTA对抗 策略 机器人

0.引言

2014年华北五省机器人大赛中，首次设立了以遥控为主、自主为辅的机器人DOTA对抗赛，受到了全国各大媒体的争相报道，之后不久，全国机器人大赛委员会对DOTA对抗赛中比赛规则稍作修改，并改名为ROBOTAC，将其纳入2015年全国机器人大赛比赛范畴。

机器人DOTA对抗赛是红、蓝两方机器人在规定的场地(图1)上的攻、防对抗比赛。比赛过程中，双方的多台机器人要越过障碍、进行攻击、进攻对方堡垒，得分高的一方胜利。

俗话说“万事开头难”，既然机器人DOTA对抗赛是首次设立的项目，那么机器人的初期设计也是最为困难的。本文就提出了两种无线遥控对抗机器人和一种全自主防守机器人的设计构思。

1.系统构成

1.1 遥控装置

通过采用天地飞公司开发的一套WFT06X—A2.4GHz六通道比例无线遥控装置控制机器人，当操纵遥控装置上的手柄的时候，六通道接收机能发出不同占空比的PWM波信号，从而达到对外接后续设备的控制。

1.2 驱动装置

机器人设计为通过12V、25C动力电池供电，使用两个320A有刷电调对四个12V电机前后四轮进行全驱动。另外通过调节遥控装置的混控开关使得接收机输出符合要求占空比的PWM波控制电调，实现对电机转速、转向直接控制并使用差速法实现机器人短时间快速转弯等动作，完成该轮式机器人的驱动装置的设计。

1. 3 击打装置

对于A号机器人，选择使用三位无通电磁阀，通过气压驱动攻击杆，对敌方机器人实现有效攻击。经查找相关有效资料和不断进行比较，最终确定使用经过密封处理 2.2L的可乐瓶作为储气装置。若接收机输出的PWM波无法直接控制电磁阀，可以选择使用模拟舵机设计成为一个机械开关，直接从电池对电磁阀供电，通过遥控装置对模拟舵机机械臂的上升与下降的控制，从而实现控制电磁阀的通与断，从而使得攻击杆的伸缩得到灵活控制。

对于B号机器人，通过采用博创机器人公司提供的工程塑料，在底层驱动平台上搭建了一个高35cm的平台，在该平台上设计攻击机构。对于该机器人，我们设计了两套攻击机构。其一，通过两个180°MG996R控制一个小型的机械手设计了一套掀起装置，在比赛开始前，为了满足规则中对机器人尺寸的限制，将机械手置于收起状态，放置在之前搭建的平台之下，比赛开始后，迅速调节舵机角度，使机械手位于底盘之下，当敌方机器人与我方相遇时候，能直接伸入敌方机器人底盘之下，然后再次调节舵机，抬起敌方机器人，使其瞬间失去攻击能力;其二(图4)，通过小功率直流电机，驱动一块长直金属条，在比赛过程中，不断调节电机转速和转向，使得金属条快速转动对敌方机器人实现有效攻击，可直接破坏其供电系统或生命血条。

2.自主防守机器人

基本思路来自于机器人武术擂台赛中擂台机器人，该机器人位于比赛场地的“高地”之上，对我方生命塔进行保护，当对方机器人进入我方高地后即刻进行阻挡、冲撞等保护性措施。

2.1 驱动以及检测装置

采用24V直流电源对四个37GB60—555电机进行供电，通过漫反射型光电开关实现红外检测，当开关发射光束时候，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个标准部件，当有足够的组合光返回接收器时候，开光状态发生变化，并将该变化反馈到系统主控板80C51单片机，根据预设程序判断是否存在敌方机器人，检测距离为3—80cm连续可调。

2.2 对抗策略

根据光电开关反馈回来的数据，控制板根据预设程序做出相应决策。通过设置一个标志物，使边缘检测和对抗在同一优先级，边缘检测部分不分优先级，使得机器人攻击性在一定程度上得到了很大的提升。根据比赛规则，我方生命塔周围有一圈白色胶条围起来的“禁区”，我们通过在机器人底部设置灰度传感器，不断对机器人所处位置的地面进行灰度检测，当检测到白色胶条时候自主后退，也就消除了我方机器人实施自杀式攻击的顾虑。

3.系统实现

在比赛过程中，通过手动机器人的攻击机构对敌方机器人和敌方生命塔实行有效攻击获得分数，自主机器人在我方高低不断巡逻，对入侵高地的敌方机器人实行推挡、冲撞等攻击，保护我方生命塔，构成一套相对完成的攻防系统。我们开发的这几款机器人于2014年在第二届华北五省机器人大赛机器人DOTA对抗赛中已获得北京赛区二等奖、华北赛区三等奖的好成绩。

4. 结束语

在智能全自主机器人大行其道的今天，无线遥控机器人也在各行各业当中得到了相当广泛的应用，通过对无线遥控机器人不同机构的创新式设计，使得机器人在人类操控下完成许多人类难以完成的任务。

本文中所设计的两种无线遥控机器人，能基本完成机器人DOTA对抗赛的要求，在一定程度上对敌方机器人进行打击，但仍然存在机器人运动速度不够快、打击力度不够，攻击效果不够明显等问题，在机器人的材质、攻击机构的设置和驱动方面有很大的改进空间，在以后的无线遥控机器人设计中，可以采用密封性更好的钢瓶作为储气装置，并可以使用铝钢合金制作机器人，增加自身的稳定性和抗打击性能。