论文题目: 机器人足球决策系统研究与实现
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 王强
导师: 姚进
关键词: 机器人足球,决策系统,协作行为,路径规划,动作设计
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 机器人足球是一个新兴的交叉学科,涉及机器人学、人工智能以及人工生命、智能控制等多个领域。目前,国际上对机器人足球的研究得了迅速的发展。随着机器人在诸多领域的愈来愈广泛的应用,如何提高在动态环境中多机器人的协作能力,成为急需研究和解决的问题。因此,将多机器人作为一个整体,从系统的角度研究多机器人系统的整体行为和组织结构,已成为人工智能和机器人领域的研究热点。而机器人足球系统是一个典型的并且非常具有挑战性的多智能体系统,它是由多个机器人构成一个球队,在复杂的环境条件下,与另一个机器人球队进行对抗比赛,机器人球队,既能防守对方的进攻,又能组织力量向对方攻球,是通过合作与协调完成进攻与防守的协同作业系统。在存在对手的动态环境中,足球机器人要通过相互配合协作,表现出团队行为或完成特定目标。环境的动态性及对手不可预测的干扰,对于系统实时决策和机器人运动控制有着更高的要求。因此机器人足球系统作为一种多机器人协作自治系统,被许多研究者作为多智能体系统的一个理想研究平台,其目的是研究对未来社会有深远意义的多机器人在复杂动态环境和多重制约下,完成多任务和多目标所需的实时推理和规划技术。从控制的角度,机器人足球系统可分为4个子系统,即视觉子系统、决策子系统、无线通讯子系统以及机器人小车子系统。其中,决策子系统可看作系统控制器,机器人车体子系统可看作执行机构或控制对象,视觉子系统可看作系统的检测环节,而无线通讯子系统则为决策子系统和机器人车体子系统中间的信息桥梁。在机器人足球的四个子系统中,决策
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1．1 课题来源及意义
1．1．1 机器人足球的基本概念
1．1．2 研究机器人足球的意义
1．2 机器人足球研究现状与发展趋势
1．2．1 研究现状
1．2．2 发展趋势
1．3 论文结构及主要研究内容
2 足球机器人系统概述
2．1 足球机器人基本类型及组成原理
2．1．1 分析人类足球比赛
2．1．2 足球机器人分类及实现方案
2．1．3 基于全局视觉遥控足球机器人系统
2．2 MIROSOT足球机器人系统
2．2．1 系统组成
2．2．2 结构框架
2．2．3 系统关键问题
2．3 足球机器人仿真系统
2．3．1 机器人足球仿真比赛
2．3．2 仿真系统简介
2．4 集控式足球机器人决策系统分析
2．4．1 决策系统分析
2．4．2 决策系统特点与要求
2．4．3 决策结构分析
3 足球机器人运动建模及控制
3．1 坐标系定义
3．1．1 坐标系基本定义
3．1．2 齐次坐标变换
3．2 移动机器人建运动模
3．2．1 运动约束
3．2．2 WMR移动机构
3．2．3 运动学模型
3．2．4 动力学模型
3．3 足球机器人运动控制
3．3．1 微型足球机器人闭环控制分析
3．3．2 简化的点镇定控制
3．3．3 几种实用的运动控制的方法
3．4 点镇定控制的参数设计
3．4．1 参数选择的评价指标
3．4．2 网格优化方法
4 基于团队的足球机器人协作框架
4．1 多机器人协作系统
4．1．1 足球机器人—典型的多机协作系统
4．1．2 协作形式
4．2 基于团队的协作结构
4．2．2 角色
4．2．3 队形
4．3 团队的一致性
5 足球机器人路径规划及动作设计
5．1 两种常用的足球机器人路径规划方法
5．1．1 基于人工势场法的路径规划
5．1．2 B-Spline法
5．2 基于遗传算法的路径规划
5．2．1 遗传算法简介
5．2．2 对固定目标的路径规划
5．2．3 对移动目标的路径规划
5．3 足球机器人的动作设计分析
5．3．1 动作设计的目的意义
5．3．2 足球机器人动作特点分析
5．3．3 动作的层次关系
5．4 基于遗传模糊算法的动作设计
5．4．1 射门动作设计
5．4．2 解围动作设计
5．5 其他典型动作设计
5．5．1 基于中分线的射门方法
5．5．2 基于人工势场的射门方法
5．5．3 基于遗传算法的盯人防守动作设计
5．5．4 底线传中射门动作
6 足球机器人决策模型
6．1 多机器人决策模型
6．1．1 队形变换
6．1．2 角色分配
6．1．3 动作选择
6．2 基于模糊评判的多机器人足球比赛策略
6．2．1 球场态势分析
6．2．2 队形的模糊评判
6．2．3 角色规划算法
6．2．4 实验结果
6．3 足球机器人传球路径搜索
6．3．1 足球机器人的机动圆
6．3．2 问题描述及遗传算法的实现
6．3．3 实验结果
7 集控式足球机器人决策软件设计与实现
7．1 软件设计分析
7．1．1 微足球机器人系统分析
7．1．2 软件结构分析
7．2 基于任务管理器的感知／决策／动作模型
7．3 面向对象的软件设计
7．3．1 感知层和决策层设计
7．3．2 任务管理器和动作层设计
8 结论
8．1 主要研究结论
8．2 论文的主要创新工作
8．3 进一步的研究工作
参考文献
作者攻读博士期间发表论文情况
攻读博士期间参加和完成的科研工作及成果
声明
致谢
发布时间: 2006-05-12
参考文献
- [1].机器人足球系统的研究与实现[D]. 钟碧良.广东工业大学2003
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