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足球机器人是人工智能领域的新挑战,足球机器人比赛是一个未来50年研究的标准问题,它涉及人工智能、机器人学、数字通信、传感器等多个领域的前沿研究和技术集成,是一个标准的高科技实验平台。同时,机器人足球也是当今人工智能研究的热门领域之一,对人工智能理论的发展和应用起着重要的作用。
本文首先对国内外的足球机器人的研究情况进行了描述,分析了足球机器人的科研意义。同时介绍了集控式足球机器人系统的基本构成及工作原理。
在目前的微型足球机器人系统中,决策系统起着大脑的作用。在介绍了决策子系统的结构和流程之后,本文提出了基于工厂模式的软件设计架构对决策类结构进行了改进,使得在尽可能使用方便的情况下,多策略方案在足球机器人系统中的快速或自动切换成为可行,并介绍了微型足球机器人比赛的扩展策略阵形。
介绍了足球机器人系统中的运动学模型以及决策系统中的基本动作,改进并实现了基于视觉伺服的双闭环控制结构。同时,在详细介绍仿人智能控制算法之后,本文设计了基于该算法的新的基本动作,该动作包括参数校正级和运动控制级两层控制,最后设计了仿人智能控制器。
分析了决策系统中角色分配策略,针对角色分配中的死锁现象,提出了解决此现象的方案。同时,在微型足球机器人系统中提出有限状态机(FSM)实现角色分配的构想,设计并实现了基于FSM的角色分配和动作执行方法,最后介绍了守门员策略。
针对单机器人的参数难以适于所有机器人的问题,本文实现了匹配适应的参数方案,使得所有机器人在比赛的过程中尽可能始终处于最佳的运动状态。设计并改造了通信子系统的上位机程序构架,使得系统整体周期缩短。
最后对系统进行了总结,并对下阶段的工作提出了展望和设想。