Holonomic control and behaviours for the CAMBADA robotic soccer team

Abstract

CAMBADA é a equipa de futebol robótico da liga de tamanho médio do RoboCup criada por investigadores do grupo ATRI do IEETA da Universidade de Aveiro. Esta dissertação apresenta as contribuições desenvolvidas no controlo do movimento holonómico e comportamentos de alto-nível. Ao nível do controlo do movimento, várias restrições que afectam o movimento holonómico foram tratadas. Isto é de vital importância visto que dado o ambiente altamente dinâmico de um jogo de futebol é crucial mover e posicionar os robots eficazmente no campo. Ao nivel dos comportamentos, dada a importância da bola no jogo de futebol, e considerando o trabalho realizado no que diz respeito à estimativa da velocidade da bola, o comportamento de intercepção activa foi desenvolvido permitindo aos robots apanhar a bola prevendo o seu movimento em vez de se moverem directamente para a ela considerando-a estática. Dada a autonomia completa dos robots, a sua percepção do mundo deve ser o mais próxima possivel da realidade. De modo a fornecer, ao robot, informação adicional respeitante ao estado do jogo, um método para determinar se está preso foi desenvolvido. O trabalho implementado melhorou a performance da equipa e contribuiu para vitória de um campeonato nacional, Robótica’09, e a um notável terceiro lugar no RoboCup’09 em Graz, ´Austria.

ABSTRACT: CAMBADA is the RoboCup Middle Size League robotic soccer team created by researchers of the ATRI group of IEETA of University of Aveiro. This thesis presents the developed contributions in holonomic motion control and high-level behaviours. At the motion control level, several restrictions affecting holonomic motion were addressed. This is of vital importance since that given the highly dynamic environment of a soccer game it is crucial to move and position the robots efficiently in the field. At the behaviours level, given the importance of the ball in the soccer game, and considering previous work regarding the estimation of the ball velocity, the active interception behaviour was implemented allowing the robots to engage the ball predicting its movement rather than moving directly to it considering it static. Given the full autonomy of the robots, their perception of the game should be as close to reality as possible. In order to supply additional information to the robot regarding the state of the game, a method to detect if it is stuck was developed. The implemented work improved the team performance and contributed to the victory of a National Championship (Robótica’09) and a remarkable third-place in the RoboCup 2009 in Graz, Austria.