智能足球机器人技术课件

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1、智能足球机器人技术内蒙古科技大学自动化2012届毕业生毕业实习2012年2月智能足球机器人技术在人工智能与机器人学的历史上，1997年5月，IBM的“深蓝”击败了人类国际象棋世界冠军，人工智能世40年的挑战终于取得了成功，4月，NASA的“探路者”在火星成功着陆，第一个自治机器人系统Sojourner释放在火星表面上。与此同时，RoboCup也朝着开发能够战胜人类世界杯冠军的智能足球机器人队走出了第一步。内容提要智能足球机器人概述小型足球机器人系统的组成及相关技术智能足球机器人系统技术的应用1.智能足球机器人概述智能足球机器人属机器人的一个分支，顾名思义，就是制造和

2、训练机器人代替人类或机器人与人类进行足球比赛。通过这种方式来提高人工智能、机器人等相关领域，如图像采集、处理与识别、专家系统、决策系统、轨迹规划、自组织与自学习理论、多智能体协调、机器人学、机电一体化、无线通信、精密仪器、实时数字信号处理、自动控制、数据融合等的研究水平。1.1智能足球机器人系统的产生和发展1992年，AlanMackworth（UniversityofBritishColumbia，Canada）在其文章《OnSeeingRobots》中，提出机器人足球比赛是很好的机器人和AI研究的实验平台。1996年，韩国学者金钟焕教授开始主办微型机器人足球比赛

3、（MiroSot）；1997年8月23-29日，第一届Robocup比赛及会议在日本的名古屋举行。RoboCup理想是：Bytheyear2050,developateamoffullyautonomoushumanoidrobotsthatcanwinagainstthehumanworldsoccerchampionteam!2010年在新加坡举办第14届RoboCup，吸引了来自40多个国家，500多支代表队的参加，智能足球机器人越来越多的被各国学者及大学生们的关注，相关成果也大量涌现。目前，国际上机器人足球已发展为两大系列（1）一是由国际机器人足球联合会(F

4、ederationofInternationalRobot-soccerAssociation，FIRA)组织的微型机器人世界杯足球赛（RWC—RobotSoccerWorldCup）；（2）另一个是由国际人工智能学会组织的机器人世界杯足球赛（RoboCup）。机器人足球是一项具有体育竞技魅力的高技术项目。也可以看作是一种高技术的竞技项目。机器人足球的高技术可以概括为12个字：“实时采集、实时控制、实时行动”。这3个“实时”是机器人足球的难点之所在，也是机器人足球的魅力之所在。1.2智能足球机器人比赛项目1、计算机仿真足球赛（Simulationleague）2、小

5、型机器人足球赛（Small-sizerobotleague)3、中型机器人足球赛（Middle-sizerobotleague）5、拟人机器人足球赛（Humanoidleague）4、四腿机器人足球赛（Four-leggedrobotleague）中国机器人大赛（1）机器人行走中的步态规划问题1机器人步态2步态规划的主要方法3倒立摆的简介（2）足球机器人比赛中决策系统1决策系统简介2决策系统的模型3决策系统基本技术2智能机器人相关技术介绍步态：是指在步行过程中，步行本体的身体各部分在时序和空间上的一种协调关系，步态规划就是给出机器人各关节位置与时间的关系。2.1.1

6、机器人步态爬行步态（crawl）对角步态（trot）溜蹄步态（pace）疾驰步态（gallop）爬行步态crawl对角步态trot溜蹄步态pace疾驰步态gallop2.1.2步态主要规划方法基于仿生学的步态规划基于模型与非模型的步态规划基于智能算法的步态规划记录人的步行运动数据，修正后的步态用于仿人双足机器人模型：1将双足机器人简化为5杆或7杆模型，通过参数设定，完成前进方向上的步态规划。2将人体模型简化为二级倒立摆模型的方法非模型：从机器人步行运动的约束入手，一般从机器人的稳定性和能量两个方面对双足步行运动加以控制遗传算法、神经网络算法、模糊控制算法2.1.3倒

7、立摆的简介倒立摆：支点在下，重心在上，恒不稳定的一个系统或装置的学术名称叫倒立摆。倒立摆的构成摆杆一级：0.24m二级：0.36m角度范围：电位计WDD35D90LY53型永磁式直流力矩电机编码器欧姆龙E6A2-CW5C小车1.096kg导轨0.6m倒立摆系统分类按照摆杆数量分为：一级倒立摆二级倒立摆三级倒立摆四级倒立摆按形式分类：直线倒立摆环形倒立摆平面倒立摆按照导轨形式不同：水平倒立摆倾斜倒立摆按照电机数目不同：单级电机多级电机倒立摆的控制目标倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系