足球机器人 机器人介绍

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1、摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1引言11.2多智能体的研究现状及其应用11.2.1多智能体系统（Multi-AgentSystem，简写为MAS）11.2.2多智能体系统的理想研究平台—足球机器人21.3足球机器人简介31.3.1足球机器人系统及其分类31.3.2足球机器人的发展及现状51.4RoboCup概述61.4.1RoboCup比赛介绍61.4.2RoboCup中的关键技术71.4.3研究RoboCup的意义81.5论文的主要工作9第2章足球机器人的总体结构102.1引言102.2足球机器人系统构

2、成102.3本实验平台硬件构成112.3.1机器人小车子系统构成122.3.2视觉子系统构成132.3.3通讯子系统构成162.3.4主计算机172.4足球机器人管理系统172.4.1策略库182.4.2机器人管理器192.4.3机器人函数库192.4.4命令解释器192.4.5路径规划器19专业2.5小结20第3章多智能体足球机器人系统的底层控制策略设计213.1引言213.2足球机器人的运动学、动力学分析213.3球的运动学分析233.4足球机器人的基本行为243.4.1速控行为（Velocity）243.4.2

3、移动行为243.4.3旋转行为(Angle)253.5足球机器人的基本动作263.5.1踢球（Kick）263.5.2拦截(Block)283.5.3射门(Shoot)303.5.4守门(Goalkeep)323.5.5传球(Pass)333.6小结35第4章多智能体足球机器人系统的高层控制策略设计364.1引言364.2控制策略的实现过程364.3基于产生式规则的高层策略表示394.4全场区域控制策略414.4.1场地划分414.4.2具体控制规则424.5队形的确定444.5.1队形的定义454.5.2队形的确定

4、454.6角色分配及转换机制464.6.1角色效用474.6.2角色的分配与转换48专业4.7机器人的路径规划与避障504.7.1中垂线法504.7.2人工势场法514.7.3虚力场法524.7.4栅格法544.7.5惯性预测法544.7.6基于极限环的路径规划方法554.8小结60第5章足球机器人的仿真系统615.1引言615.2仿真比赛环境615.3仿真比赛运行机制635.3.1SoccerServer的结构635.3.2监视器Monitor645.4仿真体系结构655.4.1服务器接口655.4.2场上状态65

5、5.4.3决策665.5仿真球队体系的建立685.5.1客户程序的体系结构685.5.2客户程序的数据结构705.5.3球员基本战术动作725.5.4仿真程序策略流程735.6仿真比赛实验745.6.1服务器与客户程序的连接745.6.2RoboCup的仿真比赛过程755.6.3RoboCup的仿真比赛实现755.7小结77总结78专业致谢80参考文献81附录（按区域决策程序）85专业第106页摘要RoboCup足球机器人是人工智能领域对多智能体系统（MAS）研究的一个具有代表性的问题，是研究多智能体系统（MAS）的

6、理想平台，可以通过研究RoboCup足球机器人来重点突破MAS的关键技术。它综合了机器人学、机电一体化技术、通讯与计算机技术、机器视觉与传感器融合技术、决策与对策、智能控制等多学科高新技术。足球机器人系统是由机器人小车、视觉系统、通讯系统、决策系统四个子系统组成。本文对微型足球机器人决策子系统中的各种策略算法（底层策略和高层策略）做重点研究并实现了其部分代码。首先介绍了足球机器人目前的发展状况，以及足球机器人系统的组成，研究了机器人足球比赛的必需的基本运动和基本动作，如踢球、射门、传球、守门等基本动作算法。然后在基本

7、运动和基本动作的基础上，采用基于产生式的设计方法进行了足球机器人高层策略的研究，同时，根据比赛动态、实时的特点，对各种现有的路径规划方法进行了比较，用基于极限环的路径规划方法在有众多障碍物的环境下，使机器人可找到一条较优化的路径。然后对机器人足球仿真比赛系统作了研究,并调试了单攻、配合进攻及11对11比赛的仿真结果。关键词：多智能体系统；足球机器人；路径规划；仿真比赛专业第106页第1章绪论1.1引言 人工智能作为一门独立的研究学科，始于二十世纪五十年代。随着自动化信息技术的迅速发展，特别是计算机这一强有力的运算工具

8、的进步，对人工智能的系统研究半个多世纪以来，己取得了一系列成果，从“深蓝”系列计算机解决的单智能体静态可预测环境中的问题求解，到最近的多智能体动态不可预测环境中的问题求解，成为了人工智能研究的代表性问题[1]。由于机器人足球赛的特点，决定了足球机器人的机-机对抗和人-机对抗正是研究多智能体理论的一个合适平台。本章首先介绍了多智能体基本概念，然后