基于模糊系统的MIROSOT机器人足球避障路径规划

论文摘要

机器人足球是人工智能和机器人学新的标准问题,是连接基础研究与实际应用的中介和桥梁,是展示信息自动化前沿研究成果的窗口和促进产、学、研结合的新途径。因此具有巨大的产业化前景。 MIROSOT足球机器人系统是基于视觉遥控无智能足球机器人系统,系统中的每个机器人具有:驱动智能体、通讯模块和CPU控制板。它能够根据接收到的主控计算机(主机)发来的数据控制其运动方向和速度。视觉数据处理、策略决策以及机器人的位置控制都在主机上完成,正像遥控小车一样。 MIROSOT机器人足球系统是一个多机器人协同运行的系统。多机器人运动规划的目标是为每一个机器人规划出与环境障碍以及其他机器人不发生碰撞的运动轨迹。机器人的避障行为是机器人运动规划的一个重要组成部分, 本文研究的MIROSOT机器人足球系统的机器人避障行为采用分布式规划的方法,即每一个机器人独立规划自己的运动轨迹,而其规划的方法则采用基于行为的方法。 基于人工势场法的避障方法是机器人运动规划中常用的方法。但人工势场算法中,并没有注意到不同方向,不同距离的障碍物对机器人的避障轨迹影响不同的特点,对各个方向上的障碍同等对待。造成计算量大、响应缓慢、轨迹曲折的不足。

论文目录

• 图表索引
• 第一章 绪论
• 1.1 机器人
• 1.1.1 机器人的定义
• 1.1.2 机器人的历史
• 1.1.3 机器人的分类
• 1.2 机器人足球
• 1.2.1 FIRA机器人足球赛事
• 1.2.2 机器人足球的相关技术
• 1.2.3 机器人足球技术的应用
• 1.2.4 机器人足球的意义
• 1.3 本文的主要研究内容及创新点
• 1.3.1 课题背景
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.3.3 主要创新点
• 1.3.4 章节安排
• 第二章 MIROSOT机器人足球系统
• 2.1 机器人足球系统的工作模式
• 2.2 MIROSOT机器人足球系统的结构
• 2.3.1 机器人系统的结构
• 2.3.2 机器人位姿控制
• 2.4 视觉子系统
• 2.4.1 视觉子系统的硬件
• 2.4.2 视觉子系统的软件
• 2.4.3 视觉子系统的颜色识别模型
• 2.5 通讯子系统
• 2.6 决策子系统
• 第三章 机器人的避障行为
• 3.1 多机器人运动规划研究现状
• 3.1.1 集中式规划方法
• 3.1.2 分布式规划方法
• 3.2 移动机器人的运动规划问题分析
• 3.3 基于人工势场的避障算法
• 第四章 基于模糊系统的机器人避障算法
• 4.1 模糊系统简介
• 4.2 模糊系统在机器人足球领域的应用
• 4.3 基于模糊推理的避障算法
• 4.3.1 设计思想
• 4.3.2 避障算法中模糊系统的设计
• 4.3.3 实验与分析
• 4.4 模糊推理避障算法的改进
• 4.4.1 改进之一:模糊器
• 4.4.2 改进之二:推理判断
• 4.4.3 改进之三:搜索区域
• 4.4.4 改进之四:搜索速度
• 4.4.5 改进之五:曲线拟和
• 4.4.6 实验与分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目