全自主足球机器人决策系统研究

论文摘要

足球机器人系统是一个多机器人相互协作的系统,它是一个典型的多智能体系统（Multi-agent Syatem,MAS）,它已经成为当前智能机器人领域的一个热点。本文对机器人足球做了简单的介绍:历史、现状和前景,并以Robocup足球机器人比赛为背景,以基于全景视觉的中型足球机器人系统为研究对象,主要研究了中型足球机器人的控制策略系统。本文的研究主要体现在:1、分析了多智能体系统组织结构特点,结合足球机器人系统的特点和比赛中场上环境等因素,提出了一种新型的射门算法。该算法引入对对方防守机器人的动作预判机制,并针对对方可能的防守动作进行曲线射门,以增加射门机器人的成功率。2、在机器人控制策略系统中,克服了以往机器人控制策略系统的优缺点,加强了多机器人之间的协作,提高了机器人的控球能力。论述了进攻策略的动作以及动作函数。在底层动作函数的基础上,针对机器人足球比赛中对于多机器人协作不足的问题,设计了一套进攻策略系统。该策略解决了机器人足球比赛中进攻队员与其他辅助队员之间的配合问题。并在足球机器人中型组比赛平台上进行了实验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 足球机器人竞赛的由来、意义与发展现状
• 1.2 ROBOCUP 足球机器人比赛简介及发展概况
• 1.3 中型足球机器人控制系统研究现状
• 1.3.1 复杂行为控制技术
• 1.3.2 多机器人传感器融合
• 1.3.3 多机器人的协作
• 1.3.4 机器人射门技术
• 1.4 足球机器人决策控制系统及射门算法研究的内容及意义
• 1.5 本文主要内容和结构
• 第二章 中型足球机器人系统结构
• 2.1 场地与规则
• 2.2 运动控制子系统
• 2.2.1 小车子系统
• 2.2.2 车体部分
• 2.2.3 驱动部分
• 2.2.4 踢球机构
• 2.2.5 运动控制
• 2.3 视觉子系统
• 2.3.1 全景视觉系统成像的基本原理
• 2.3.2 单视点成像的基本原理
• 2.3.3 全景视觉系统的分辨率
• 2.3.4 目标点与全景图的像素点之间的对应关系
• 2.3.5 其他视觉系统
• 2.4 决策与控制子系统
• 2.5 通讯子系统
• 第三章 基于极坐标控制的余弦射门算法
• 3.1 机器人射门运动学方程的建立
• 3.2 轨迹跟踪
• 3.3 足球机器人射门算法
• 3.3.1 基本射门算法
• 3.3.2 改进的射门算法
• 3.3.3 基于Bézier 曲线的机器人足球射门算法
• 3.4 机器人动态预测模块
• 3.5 余弦射门算法基本原理
• 3.6 射门策略的设计
• 3.6.1 高速直线射门
• 3.6.2 曲线射门
• 3.6.3 配合射门
• 3.7 实验与结果
• 3.7.1 机器人射门仿真实验
• 3.7.2 余弦射门算法在Robocup 中型组比赛中的实验
• 3.8 小结
• 第四章 中型足球机器人的策略系统
• 4.1 足球机器人策略子系统
• 4.1.1 足球机器人决策子系统的特点
• 4.1.2 足球机器人决策子系统的设计流程
• 4.1.3 进攻策略基本设计方法以及存在的问题
• 4.2 进攻策略的基本动作库
• 4.2.1 主攻
• 4.2.2 协助进攻
• 4.2.3 带球过人
• 4.2.4 衍生动作
• 4.3 改进的进攻策略的设计
• 4.3.1 信息预处理
• 4.3.2 战术策略
• 4.3.3 队形确定与角色分配
• 4.3.4 动作决策
• 4.4 实验结果
• 4.5 小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文和取得的成果
• 参考文献