机器人足球策略软件开发平台研究

论文摘要

近年来,机器人足球比赛已成为多智能体系统和分布式人工智能研究的热点问题。实物机器人足球比赛系统价格比较昂贵、开发周期长、且有使用寿命的限制,由此导致,机器人足球策略研究人员往往不能充分地进行实物调试,大多借助于系统仿真工具来进行比赛策略的调试。目前,在机器人足球仿真领域使用的各种仿真比赛系统并不能对机器人足球策略程序的开发提供充分支持;而一些已开发出来的多机器人通用仿真平台虽然对机器人控制算法提供了支持,但缺乏针对性,不易使用。因此,我们提出开发一个具有机器人足球策略程序调试功能、并对策略研发提供足够支持的软件开发平台,提高策略开发效率,降低策略开发成本。 本文所设计的机器人足球策略软件开发平台由在线调试系统、仿真比赛系统、数据分析及策略软件开发支持系统构成。文中通过对所研究领域中已有的仿真系统的优缺点进行分析,确定了策略软件开发平台的基本设计目标和性能指标,并对平台的总体软件结构进行了设计。在此基础上分别对组成平台的三个关键子系统的设计和实现进行了论述。所研究的策略软件开发平台已经在实际的机器人足球竞赛项目设计过程中进行了应用。实践表明,该平台为策略研究人员提供了一个有力的研究工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 机器人足球和足球机器人
• 1.1.1 RoboCup
• 1.1.2 FIRA
• 1.1.3 足球机器人系统的工作模式
• 1.2 足球机器人相关研究
• 1.3 本文的研究工作
• 1.4 论文结构
• 第二章 问题的提出和定义
• 2.1 机器人足球比赛系统简介
• 2.1.1 机器人足球实物比赛系统
• 2.1.2 机器人足球仿真系统
• 2.2 问题的研究背景
• 2.2.1 问题的提出
• 2.2.2 问题的研究现状
• 2.2.3 问题的定义
• 2.2.4 问题的研究意义
• 2.3 小结
• 第三章 系统分析与总体设计
• 3.1 机器人足球策略软件
• 3.1.1 策略软件的任务
• 3.1.2 策略软件的特点
• 3.1.3 策略系统的结构
• 3.2 策略软件开发平台的基本定义和设计目标
• 3.3 仿真平台的系统分析及建模
• 3.3.1 面向对象的建模方法
• 3.3.2 比赛系统的分析
• 3.3.3 仿真平台的面向对象建模
• 3.4 系统总体结构设计
• 3.4.1 总体结构
• 3.4.2 网络结构
• 3.4.3 工作方式
• 3.5 开发工具及实施过程
• 3.6 小结
• 第四章 在线调试子系统的设计
• 4.1 概述
• 4.2 局域网通信模块的设计
• 4.2.1 网络连接及数据发送方式的选择
• 4.2.2 工作模式
• 4.2.3 工作过程
• 4.3 比赛数据存储管理
• 4.4 用户界面的设计
• 4.5 小结
• 第五章 比赛仿真子系统的设计
• 5.1 概述
• 5.2 机器人和球的运动模型
• 5.2.1 小球运动模型
• 5.2.2 机器人运动模型
• 5.3 碰撞检测
• 5.3.1 问题描述
• 5.3.2 解决方案背景
• 5.3.3 一种改进的碰撞检测算法
• 5.3.4 算法实现过程的描述
• 5.3.5 算法效果的验证
• 5.4 小结
• 第六章 数据分析系统和策略调试系统的设计
• 6.1 数据分析系统
• 6.1.1 控制参数分析
• 6.1.2 比赛数据统计
• 6.2 可检索的视频录像系统
• 6.2.1 比赛环境数据的定义
• 6.2.2 比赛视频记录的检索
• 6.3 策略调试系统
• 6.3.1 场地分区编辑器
• 6.3.2 比赛阵形编辑器
• 6.4 小结
• 第七章 总结及展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 附录（在攻读学位期间发表的论文）
• 致谢
• 参考文献