足球机器人决策系统的研究与设计论文

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1、足球机器人决策系统的研究与设计毕业论文目录第一章绪论11.1课题研究背景11.2课题研究意义31.3国内外研究现状31.4本课题来源及论文结构安排6第二章足球机器人系统概述72.1足球机器人系统的分类72.2FIRA微型机器人比赛介绍72.3足球机器人系统介绍92.3.1视觉系统102.3.2决策系统102.3.3无线通信系统112.3.4机器人小车系统122.4本章小结12第三章决策系统总体设计133.1决策系统设计原则133.2总体设计流程143.3机器人态势分析设计153.3.1场地划分163.3.2模糊变量的引入173.4机器人路径规划设

2、计183.4.1栅格法路径规划193.4.2人工势场法解决局部避障20523.5角色设计213.5.1守门员223.5.2前锋233.5.3中锋233.5.4后卫233.6守门员策略改进233.6.1守门员路径控制233.6.2守门员防守原则243.6.3传统的策略分析243.6.4关键点-站位体系253.6.5区域防守策略263.7本章小结28第四章决策系统软件仿真294.1仿真的目的和技术方法294.2MiddleLeagueSimuroSot仿真平台介绍294.2.1仿真平台综述294.2.2仿真平台的使用314.3决策系统仿真设计334.

3、3.1基本动作设计344.3.2守门员关键点仿真设计384.4本章小结42第五章决策系统硬件搭建435.1足球机器人实物介绍435.1.1精简小车配置435.1.2无线通讯部分445.1.3轨迹采样部分445.2足球机器人装配步骤445.3预期实现功能445.4本章小结4652第六章总结与心得476.1课题总结476.2课题展望48致谢49参考文献5052第一章绪论随着社会科技的飞速发展，智能系统的出现成为科学发展历史上耀眼的一笔。它是集机械、材料、计算机、人工智能、信息处理与通讯等技术于一体，具有多学科交叉和融合的特点[1][2]。通过机器人的

4、相互协作来完成一些复杂的问题，取缔了在高温、高压等恶劣环境下的人工作业，同时，它强大的运算能力、通讯能力以及事物处理能力也为人们的工作生活带来不可估量的影响。足球机器人系统主要由小车系统、视觉子系统、无线通讯子系统以及决策子系统四部份组成。决策系统在足球机器人的研究中占有极其重要的作用。通过研究足球机器人决策系统有助于解决智能体的信息获取、认识建模、路径规划、策略学习以及反馈执行等一系列问题[3]。本文分析了决策系统中态势分析和轨迹规划两个环节，总结国内外设计方法，提出相应的改进策略。同时，针对足球比赛中极为重要的角色——守门员的策略设计进行改进

5、，通过建立站位体系和关键点以克服传统的角平分站位法、前锋-球站位法、中垂线法存在的缺陷。并且在最后通过MiddleLeagueSimuroSot5vs5仿真平台对守门员策略进行仿真。此外，在运动环节上，通过圆梦二代小车实现运动环节决策。1.1课题研究背景足球机器人最初是由英属哥伦比亚大学的AlanMackworth教授在其1992年的“OnSeeingRobots”一文中提出[4]。随后，韩国学者金钟焕在1996年于韩国高等技术研究院（KAIST）所在的韩国（Daejeon）开始主办机器人足球比赛（Mirosot），第二年，全球十四个国家代表成立

6、了国际机器人足球联盟（FIRA），决定在FIRA的组织下每年都举办MIROSOT。从1996年在韩国大田的KAIST举办第一届MiroSot比赛至今，FIRA已经举行了十二届世界杯比赛，足迹遍布亚洲、欧洲、美洲和大洋洲，成为各类国际机器人竞赛中最具水平和影响力的赛事之一[5]。在52FIRA比赛蓬勃开展的同时，有关机器人足球系统和机器人足球竞赛的理论研究也取得了长足的进步。在每一届机器人足球世界杯比赛和地区性比赛期间，主办者都会举行相关的培训和研讨会，并召开一些机器人足球专题学术会议。例如，2002年在韩国召开的2002FIRARobotWorl

7、dCongress,就录用了来自26个国家的142篇论文；2003年在北京举行的中国机器人足球大赛录用了全国数十所高校的近百篇论文[6]。这些论文集中介绍了与足球机器人相关的视觉系统、运动规划、动作设计、策略系统设计等领域的最新研究成果。同时，足球机器人正以一种高技术对抗的形式赢得学术界的认同。一些学术刊物如《ArtificialIntelligenceJournal》、《AIMagazine》、《AppliedArtificialIntelligence》、《AdvancedRoboticsJournal》等都出版了机器人足球专辑。在国内，机器

8、人足球的研究近几年来也取得长足的进步[9]。目前，国内有很多大学都有了自己的FIRA机器人足球队，其中包括哈尔滨工业大学、东北大学、浙江