论文题目: 微型足球机器人动作设计与研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 臧军旗
关键词: 多智能体,足球机器人,切圆弧
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 目前,多智能体系统(MAS:Multi-Agent System)的研究已经成为国际机器人领域的研究热点,而足球机器人系统正是一个典型的MAS,它可以具体描述为:活动在一个实时、存满噪声以及对抗性的复杂环境下,通过协作配合以完成一个共同任务的多智能体系统。足球机器人系统也是一门新型的交叉学科,涉及到机器人学、人工智能、智能控制、计算机视觉、传感器和数据融合、无线通讯等多个领域,同时又为这些领域理论研究和模型测试提供一个标准的实验平台。本文在逐步了解足球机器人的起源、发展和充分认识国内外足球机器人研究现状的基础上以及在全面深刻理解足球机器人策略系统的平台上,针对“TSR-1”微型足球机器人动作做了深入系统地设计与研究,提出了一些新思想和方法:1.基于行为的微型足球机器人动作框架设计本文应用面向对象(OO)方法,对人类踢球过程进行抽象移植,提出了基于行为的动作策略设计思想,将足球机器人的一些关键动作作为基本行为来设计。本文将足球机器人的动作分为四类,即基本动作、技术动作、战术动作和组合动作。这四类动作由低到高构成了层状金字塔结构。低层动作是实现高层动作的前提和基础。这样设计有助于完成动态、实时以及未知环境下多个足球机器人的比赛任务。2.基于区域和切圆弧的微型足球机器人射门动作研究射门动作是为了射门速度快、准确率高而设计的。本论文在分析了影响射门的各种因素的基础上提出了一种新的算法。该算法引入了角平分线和射门区域的概念,合理地规划了机器人的射门路线,消除了机器人在传统算法中因为改变初始角而引起的振荡现象,实现了机器人走直线和走曲线的平滑过渡。同时该算法考虑了守门员的位置及其运动特性,选择最佳射门点,有效地提高了射门成功率。动作是比赛活动的基本单元,因此全面规范的动作设计、准确有效的动作实现在足球机器人决策系统设计中就显得尤其重要。文章最后针对“TSR-1”微型足球机器人的射门动作行为进行模拟、仿真和试验,以验证算法的有效性、可行性和满足实时应用的程度。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 机器人足球的历史发展
1.2.1 机器人足球简介
1.2.2 机器人足球的历史发展
1.2.2.1 国外机器人足球发展
1.2.2.2 国内机器人足球发展
1.3 足球机器人动作策略研究目的和意义
1.3.1 足球机器人策略研究意义
1.3.2 足球机器人动作设计的目的和意义
1.4 微型足球机器人动作研究现状
1.5 本文的主要内容
第二章 足球机器人的体系结构
2.1 足球机器人体系结构
2.1.1 足球机器人的工作模式
2.1.2 足球机器人体系模块化设计
2.2 微型足球机器人子系统概述
2.2.1 微型足球机器人系统组成
2.2.2 微型足球机器人系统概述
2.2.2.1 视觉子系统
2.2.2.2 机器人子系统
2.2.2.3 通讯子系统
2.3 微型足球机器人决策子系统
2.3.1 决策系统的特点
2.3.2 决策系统模型分析
2.3.3 决策系统的设计
第三章 TSR-1微型足球机器人动作空间设计
3.1 微型足球机器人运动建模
3.1.1 运动约束
3.1.2 微型足球机器人运动学建模
3.1.3 微型足球机器人动力学模型
3.2 基于行为的微型足球机器人动作空间设计
3.2.1 动作设计的目的和意义
3.2.2 足球机器人动作特点
3.2.3 微型足球机器人动作空间设计
3.2.3.1 基本思想
3.2.3.2 足球机器人动作空间设计
3.2.3.3 动作空间中的主要动作
第四章 TSR-1微型足球机器人典型动作设计
4.1 TSR-1 微型足球机器人基本动作设计
4.1.1 移动动作设计
4.1.2 转角动作设计
4.1.3 到定点(ToPosition)动作设计
4.2 TSR-1 微型足球机器人技术动作设计
4.2.1 射门动作(Shooting Action)设计
4.2.1.1 基于状态的射门技术动作实现方法
4.2.1.2 基于垂直平分线的射门动作算法
4.2.1.3 基于区域和切圆弧的射门动作算法
4.2.2 解围动作设计
4.2.2.1 基于折半法的轨迹生成方法
4.2.2.2 解围动作设计
4.2.3 传球动作设计
4.2.4 门球动作设计
4.3 TSR-1 微型足球机器人组合动作设计
4.3.1 避碰动作(Free-Collision Action)设计
4.3.1.1 避碰动作的基本思想
4.3.1.2 避碰动作的研究现状
4.3.1.3 避碰动作设计
4.3.2 守门员动作(Goal-Keeper Action)设计
4.4 TSR-1微型足球机器人战术动作空间设计
4.4.1 底线传中射门动作设计
4.4.2 攻守协作动作设计
第五章 结论和展望
5.1 全文总结
5.2 展望
5.2.1 机器人足球的最终目标
5.2.2 我国机器人足球的发展计划
附录 A
附录 B
参考文献
发表论文和参加的科研情况
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
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