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足球机器人中若干问题的研究

作 者: 王建中
导 师: 尹义龙
学 校: 山东大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 机器人足球世界杯 全向视觉系统 决策系统 自定位 路径规划
分类号: TP242
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
下 载: 183次
引 用: 2次
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内容摘要


机器人足球比赛是近年来在国际上迅速开展起来的高科技对抗活动,是把高科技和人们喜爱的足球运动结合在一起的产物,是集机器人学、智能控制、无线通讯、图像处理、机械学等多种学科和技术于一体的综合性产物。本文以RoboCup中型组机器人足球赛为应用背景,建立了自己的机器人足球队伍,设计实现了机器人决策系统,并在此基础上重点进行了机器人路径规划算法的研究。本文的主要工作如下:完成了足球机器人硬件平台的建设,使机器人技术有了很好的载体,为检验算法理论的优劣打下了良好的基础。该足球机器人平台采用了国际上流行的全向视觉系统及全向运动机构,全向视觉系统可以看见周围360度方向上的环境信息,能够提供丰富而准确的视觉信息;全向运动机构由三个电机驱动的全向轮构成,在复杂的动态环境中可以自如、准确的到达目标位置。通过引入状态空间表示及推理规则等概念和方法,设计完成了足球机器人决策系统。该决策系统维护一个闭环的有线状态自动机,利用基于有限状态机的行为选择方法实现行为规划,通过对指定任务的分解,该方法实现了动态环境下多行为的协调,使机器人具有较高的决策智能,同时又保证了快速的反应能力。该系统已用于我们的足球机器人中并参加了2005年中国机器人大赛。动态信息模型是用来描述足球机器人运动特征的模型,通过对足球机器人运动状态的分析,建立了一种新的动态信息模型,该模型比较完善的描述了由于足球机器人的运动而产生的影响,进而将该新动态信息模型与线性规划梯度方法相结合产生了一种新的路径规划方法。该方法具有执行速度快、避免局部极小值等优点,在实验中得到了非常好的效果。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 机器人足球简介  11-13
  1.2 课题研究的背景和意义  13-14
  1.3 国内外研究现状  14-16
  1.4 本文的主要研究内容及组织结构  16-18
第2章 足球机器人硬件平台的设计与开发  18-28
  2.1 视觉系统硬件结构设计  19-21
  2.2 控制系统结构设计  21-23
  2.3 底层硬件结构的设计  23-28
    2.3.1 基本运动机构  23-25
    2.3.2 踢球机构设计  25-28
第3章 决策系统的设计与实现  28-37
  3.1 决策系统整体结构设计  28-31
  3.2 决策系统推理结构  31-33
  3.3 决策系统中的定位及路径规划  33-37
第4章 足球机器人路径规划方法研究  37-47
  4.1 路径规划介绍  37-39
  4.2 路径规划方法研究  39-47
    4.2.1 线性规划梯度方法  39-42
    4.2.2 动态信息模型  42-45
    4.2.3 实验结果  45-47
第5章 总结  47-49
参考文献  49-53
致谢  53-54
攻读学位期间发表的学术论文  54-55
在读期间的获奖情况  55-56
学位论文评阅及答辩情况表  56

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人
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