足球机器人是个多学科交叉的研究领域，它涵盖了机器人学、人工智能和智能控制等多个领域，为人工智能领域的理论和应用提供了一个理想的实验平台。由于它具有高科技对抗性和娱乐性而吸引了广大的科研人员投身其中，极大地促进了人工智能的发展。本文正是以机器人足球比赛为背景，针对足球机器人决策系统进行深入研究，并进行了算法、性能和应用上的一系列改进。 本文首先对足球机器人比赛进行了回顾，分析了足球机器人的科研意义，简要介绍了集控式足球机器人系统的基本构成及工作原理。在分析了决策系统的技术难点后，针对决策系统提出的要求，搭建了一个基于映射式结构的系统框架。由于此映射关系跨度太大，故将其分解为多层映射的关系，使问题简单化。在分析各层映射关系的同时，详细介绍了各层内部的组成和担负的任务。通过引入队形和角色的概念，将足球机器人系统任务分解问题简化，并对角色分配提出了一定的要求。 针对足球机器人“微观”控制问题——基本动作控制，建立了足球机器人的运动模型，并对已有的基本动作进行了分析。在此基础上提出了双闭环动作控制方法，即在位姿环内加入速度环。使得应用此动作设计的中路包抄射门技术动作取得了良好效果。应用二阶非线性方程的极限环特性，实时产生机器人所需路径，从而进行机器人的避障动作控制。在此基础上又对极限环进行了改造，引入了椭圆特性，使用模糊算法得到球在椭圆极限环上的位置，最后使用角度偏差控制完成踢球动作。此基于模糊极限环导航(FLCN)的踢球动作在比赛中得到了较好的效果。对足球机器人的“宏观”控制问题——任务分解和角色分配，引入了队形和角色的概念，将任务按不同队形成功地分解为各个角色需要承担的子任务。应用支持向量机(SVM)原理实现机器人动作时间的预测，设计了基于此预测的角色性能评估函数，实现了角色的合理分配。最后对系统的进展进行了总结，并对下阶段的工作提出了展望和要求。