周越[1]2003年在《半自主足球机器人控制系统研究与开发》文中进行了进一步梳理机器人足球比赛是体育与人工智能技术结合的产物，又是在人工智能学中出现的一个典型的分布式多智能体(Multi-Agent)系统。它主要研究在复杂动态环境中解决分散的多智能体之间的合作策略与实时行动决策问题。它集高新技术、娱乐、比赛于一体，引起了社会的广泛关注与极大兴趣。足球机器人涉及机器人、智能控制、数据融合、计算机技术、数字通讯、图像处理、机构学和人工生命等多个领域，为研究多智能体系统，多机器人等理论提供了一个很好的试验平台，又为研究发展多智能体等系统理论提供了生动的研究模型，是理论密切联系实际，极富生命力的生长点。 足球机器人系统由四个子系统构成：视觉子系统、决策子系统、通信子系统、机器人车体子系统。根据比赛规定，双方机器人在赛场上进行足球比赛，视觉系统通过CCD摄像头和图像采集卡对场上情景进行实时采集和处理，把辨识结果送给决策系统，通过无线发射器向小车发出一系列控制命令，小车在场上的表现直接体现了整个机器人系统的好坏，为适应比赛要求，机器人应满足以下要求：尺寸小于7.5cm*7.5cm*7.5cm；运动性能好(直线，转向)；反应灵活；平稳性好；抗干扰；可维护性。 本文对足球机器人系统进行了总体介绍，分析了其中通迅子系统，机器人车体子系统计算机控制的原理，并提出具体实现手段，涉及了通讯单元、CPU单元、传动驱动、传感器、无线收发模块、电源、软件设计、抗干扰技术等方面。详细讨论了直流电机的各种控制算法的理论及在本课题中的实际应用。
张磊安[2]2008年在《足球机器人控制系统与无线通信系统研究》文中进行了进一步梳理本文对足球机器人控制系统与无线通信系统进行研究及设计,并成功运用于FIRA半自主机器人足球赛。首先,建立机器人的运动学模型,奠定控制理论基础;建立直流电机的数学模型并仿真,完成控制算法的参数整定及采样周期确定;对机器人控制系统进行分析,建立它的总体设计方案;重点设计了控制系统的各个子模块,给出了硬件电路图以及控制算法流程。其次,对足球机器人的无线通信系统进行设计。对该系统的通信机理进行分析,设计了基于突发模式的无线通信程序;给出了整个通信系统的硬件电路图以及通信算法流程;针对传统拨码开关费时、可靠性差等缺点,设计了通信拨号软件及下位机车号显示模块,实现了调试、拨号过程简单化。最后,制作出两大系统电路板,试验结果和比赛均验证了该系统的可靠性。其中,硬件电路在protel DXP下实现,软件在Silicon Laboratories IDE环境下用PL/M语言实现。
戴皓[3]2004年在《Robocup中型组机器人控制体系结构和驱动系统的设计与实现》文中认为随着科学技术的深入发展，人们对高智能移动机器人系统的需求越来越迫切，移动机器人研究也进入了崭新的发展阶段，人们越来越认识到移动机器人的控制体系结构与驱动系统在整个机器人中的重要作用。本文以中科院自动化所的全自主机器人为研究对象，针对移动机器人的控制体系结构与驱动系统展开了深入的研究。本论文的研究工作主要包括以下几方面： 首先，采用从对移动机器人的应用背景和发展状况的综述，到对足球机器人的起源、分类和现状的简介，再到对ROBOCUP足球机器人的叙述这种层层推进的方式，逐步加深对ROBOCUP足球机器人的了解。 其次，分析了几种常见的机器人控制体系结构，结合对信息融合层次结构的分析，总结了一种基于并行行为组合的控制体系结构的特点，并详细地阐述了机器人基本行为的分析和行为控制层次结构的设计。 第叁，结合前面提出的控制体系结构思想理念，对机器人的控制体系进行软、硬件方面的设计：硬件方面，采用多TI DSP构成多DSP处理平台，每个DSP处理相应的模块功能；软件方面，在体现可配置、模块化思想的同时，也考虑到了软件平台的通用性。这样，就完成了该控制结构在多DSP系统和RTOS平台上的实现。 第四，探讨了几种常见的驱动结构的特点，总结了一种新型的移动机器人平台驱动结构和方法，并在此基础上研制开发了高性价比的、基于DSP和CPLD的足球机器人驱动平台，最终完成了高集成度、高性能、多电机运动控制系统的设计。 第五，采用新型的矩阵坐标系方法，建立了叁轮式机器人的动力学模型，尤其是在导向轮和非导向轮的动力学建模方面进行了深入的研究；同时，对机器人踢足球的运动进行动态建模，进一步完善了移动机器人体系。通过与两轮差动驱动结构走直线和圆轨迹的仿真实验结果的比较，进一步说明了叁轮式结构的优越性。 最后，总结了作者的研究成果，并阐述需要进一步深入研究的工作。
刘赞[4]2005年在《基于ARM7的足球机器人底层控制系统的设计》文中指出机器人足球融合计算机视觉、模式识别、决策、自动控制、无线通信、智能体设计与电力传动、多智能体合作等多项技术,已成为人工智能与智能机器人研究领域中一个十分令人注目的热点。 足球机器人系统分为通讯子系统,决策子系统,视觉子系统,和机器人小车子系统四个部分。机器人小车子系统是整个系统的执行机构,它的性能好坏直接由车载嵌入式系统决定,论文分析了目前国内外对于足球机器人控制系统的研究情况,从系统的提升性能、简化设计、扩展功能和应用移植的角度出发,尝试使用嵌入式系统设计理论设计了基于ARM微处理器的车载嵌入式系统。论文的主要研究工作具体如下: 首先,分析了足球机器人底层控制系统的设计要求,制定了以ARM微处理器为核心的系统设计方案。 其次,论文重点阐述了足球机器人控制系统的硬件和软件设计原理,主要包括以ARM7嵌入式处理器为核心的系统组成结构和直流电机控制模块的设计。论文对核心器件的选型,单元电路的设计,控制原理以及控制算法都进行了详尽的说明。设计了基于PC的系统测试平台,进行了系统的测试实验。 最后,基于本控制系统尝试使用RTOS来控制足球机器人。论文给出了移植的过程和相关的任务设计。 论文的特色之处在于将低功耗,高性能的嵌入式微处理器与智能算法相结合,设计出较为完善的足球机器人控制系统。简化了系统的设计,满足机器人足球比赛的要求,而且具有良好的扩充性和可移植性。将ARM控制器应用于足球机器人系统中也是足球机器人系统设计中的首次尝试,可丰富足球机器人系统的理论和实践,进一步提高足球机器人控制的效果。针对平台,将RTOS移植到了足球机器人控制系统中,推动了半自主机器人向全自主机器的研究,同时也是嵌入式系统理论联系实践的深入工作。
吴思思[5]2006年在《分布式多机器人系统控制研究》文中提出机器人技术的发展使得机器人应用领域和范围不断扩展,人们希望机器人能完成更加复杂的作业。而这些复杂的作业,要么通过单个机器人很难完成,要么单机器人效率低下,或者使用单一的复杂机器人能完成该作业,但在设计制造难度上远远超过了完成相同作业的多个简单机器人。任务的复杂性、多样性和智能化程度对多机器人系统的研究提出了更高的要求。本文以RoboCup机器机器人足球仿真比赛为背景,基于分布式人工智能研究领域多智能体的概念,对分布式多机器人控制系统进行了研究,提出了一种控制系统结构。分布式多移动机器人系统是由多个完全自主感知、自主决策、自主运动的机器人个体组成的。在这种系统中,个体机器人控制体系结构决定了整个系统的性能,系统性能的优劣很大程度上取决于结构是否合理。本文通过对分布式多机器人系统的特点进行分析,提出了一种基于MAS的多机器人控制系统结构,这种控制系统模型有效地把实时感知、实时决策、实时执行预测集成起来,将系统功能和实体机器人行为统一在一起,从而使系统的程序空间与它所描述的现实空间有比较一致的对应关系,适合于多机器人系统的分析与建模。本文对RoboCup机器人足球仿真比赛平台的工作机理进行了深入的研究,针对底层通信、实时控制的多线程编程和根据视觉信息定位等问题提出了解决方法并给出了程序代码。根据分布式多机器人系统控制模型,在RoboCup机器人足球仿真比赛平台上用Visual C++ 6.0实现了一个基本的客户端。
高健[6]2005年在《基于视觉的移动机器人运动控制研究》文中研究表明移动机器人研究是机器人学中的一个重要分支,在军事和民用等各方面都有着广泛的应用前景,越来越受到世界各国的普遍关注。足球机器人系统是移动机器人研究的理想平台,正受到国内外越来越多的重视,已经成为人工智能与机器人研究的前沿课题和研究热点。运动控制是对移动机器人进行研究的基础,好的运动控制技术将可以使移动机器人更加出色地完成任务。本文就是以集控式小型足球机器人系统为研究对象,以视觉伺服系统结构为主线,从多个方面对基于视觉的移动机器人运动控制进行了深入系统的研究。主要的内容和成果如下:本文从提高移动机器人运动控制的实时性出发,设计了基于DSP 芯片TMS320LF2407A 的移动机器人控制系统速度环。由于使用高速专用的微控制芯片,使得足球机器人小车的控制性能得到一定提高。设计过程中遇到的电平匹配、滤波器设计、通信协议、无线通信模块编程、电机驱动、PID 调节器设计等具体问题的解决方法也在文中得到说明。通过对独立双轮移动机器人运动学模型进行分析,论证了Fuzzy-PID 技术应用于移动机器人运动控制中的可行性,着重提出了将传统的PID 控制与模糊推理相结合的参数模糊自校正PID 控制器的设计方法。此算法利用模糊推理提高控制的自适应能力,通过PID 控制实现控制的准确性,在足球机器人运动控制中得到应用。协调与合作是多机器人系统的关键技术,本文以小型足球机器人比赛为背景,提出了基于预测和势场分区的足球机器人协作算法,并运用于实际。论文结尾对全文进行了总结并对足球机器人的硬件制作、机器人视觉、路径规划以及多移动机器人系统进行了展望。
周晓伟[7]2012年在《基于C/S架构的模块化移动机器人控制软件模型的设计与实现》文中进行了进一步梳理移动机器人是个复杂的机电系统，涉及多个不同学科领域，需要多个子系统如通信系统、运动控制系统、决策系统等等，开发难度高。尤其是足球机器人系统，多机器人系统的开发面临更多的难题。随着硬件平台化，复杂机电系统的硬件结构越来越相似。其功能的差别主要体现在软件开发上。面对复杂机电系统软件开发的难题，越来越多的学者提出机器人操作系统的概念，目的在于简化机器人这些复杂机电系统的软件开发流程和难度，硬件平台的发展使这种想法的实现成为可能。本次结合模型驱动、SOA基于组件的设计思想与足球机器人软件系统的特点，开发中立的移动机器人软件平台。运用该软件平台开发移动机器人将大大缩短软件的开发周期，降低开发难度与对硬件的要求，使系统便于维护修改。研究足球机器人各种不同软件系统设计，发现可以分割软件系统各个单元功能模块，用组件进行封装，组件之间配合实现应用。研究足球机器人硬件系统，发现移动机器人小车有限的硬件资源无法承担复杂软件功能的运算。结合以上研究提出基于C/S架构的模块化移动机器人控制软件模型的设计。其模块化意在整个软件系统包括服务器与客户端软件平台都是基于组件的设计模式，组件之间的配合实现复杂的系统应用，使用Spring框架管理组件。基于C/S架构指通过服务器客户端配合，服务器帮助运算高运算量的软件，降低移动机器人小车的硬件负担。并且在服务器上提供组件多对点对多通信能力便于开发统一协调控制系统，为将来开发足球机器人系统提供软件框架支持。论文的第一章主要介绍课题的研究背景、研究意义以及目前国际上对机器人软件系统提出的新概念。第二章阐述基于C/S架构的移动机器人整体硬件系统与软件系统的结构。阐述了SOA基于组件的设计模式与模型驱动的设计思想，基于该思想之上设计中立的服务于机器人的软件平台。第叁章详细介绍服务器软件平台的设计，阐述组件接口设计及其运行原理，通信模块、任务调度模块、组件加载模块的设计以及组件与组件之间的通信原理。进一步分析在平台上运行数据的有效性问题，并提出解决方案。第四章详细介绍客户端软件平台的设计，阐述客户端组件接口的设计，组件与组件之间采用管道通信技术，采用XML文件管理组件。第五章为实验测试，采用实验室现有的移动机器人小车作为测试工具。在机器人小车与服务器上安装演示组件，使小车能够运动避障。为了测试多客户端服务能力，编写界面，安装几个做简单算术运算的组件并在Spring容器里配置连接，通过客户端发送数据包以及服务器返回的运算结果测试软件功能。第六章是结论与展望，对研究工作做了总结，指出了需要进一步改进的地方及以后的研究方向。
吴建[8]2009年在《类人足球机器人的无线通信系统的研究》文中认为类人型机器人的研究已有30年的历史,研制与人类外观特征类似,具有人类智能、灵活性并能够与人交流,不断适应环境的类人机器人一直是人类的梦想之一。类人型机器人研究是多门基础学科,多项高技术的集成,代表了机器人的尖端技术。可以预见,类人机器人将是今后机器人发展的主要方向。类人机器人的开发是机器人研究中重要而困难的阶段,而基于多个类人机器人的无线通信系统的研究将为其迈出极为重要的一步。本文研究主要基于类人机器人的无线通信系统。主要研究内容如下:(1) ROBONOVA-I类人型机器人的软件和硬件系统的研究与开发。分析了机器人的总体框架,机器人所使用的控制器和伺服电机,高性能电池与快速充电系统。机器人的软件系统主要包括ROBONOVA-I类人型机器人所使用的roboBASIC开发环境和编程语言。并根据robo-Basic编程语言和开发环境的特点设计了简单的应用机器人编程语言。(2)分析了MiroSot系统中的无线通信系统的通信原理及组成。根据大量的比赛经验和相关的实验数据,证明了现有无线通信系统的通信可靠性有待提高,为类人机器人无线通信环境积累了经验。(3) ROBONOVA-I系统所采用的无线通信系统的研究与开发。针对类人机器人足球比赛通信环境的高效性和实时性,提出了一套无线通信系统设计方案。建立了类人足球机器人通信子系统的通信平台,给出了基于该系统硬件设计,并为多机器人系统提出了一套可行的对话协议。实验和比赛结果证明了该通信系统的可行性。(4)详细分析了多机器人的通信方式及其解决方案:针对FIRA的全自主赛事Auto-AndroSot,设计了基于IEEE802.11b的无线局域网和无线网卡的通信平台;建立基于C/S模式的对话管理;并为多机器人系统的协作问题求解提出了一套可行的对话协议。论文最后对全文进行了总结,提出了要进一步研究的问题。
刘春阳[9]2005年在《半自主足球机器人比赛软件研究与开发》文中研究表明本文从半自主机器人足球比赛系统入手,介绍了机器人足球系统的硬件系统和逻辑结构,详细描述了比赛软件的研究设计,尤其是视觉子系统和决策子系统的设计,阐述了这两个子系统对于机器人足球比赛的重要作用。 论文重点论述了视觉、决策子系统的模型的建立和改进方法;采用了色彩空间转换、对象区域跟踪算法、角色模糊综合分配、遗传算法求解策略库等方法;并根据守门员的防守特点给出了多种站位方式的分析比较,得到了适合目前采用的机器人的守门员防守站位方法;最后在理论上证实了这种方法的正确性,而实战也证实了这种算法的可行性、有效性。
张明源, 周斌, 李忠义[10]2005年在《基于P89C51RD2的半自主式小型足球机器人控制系统设计》文中研究指明足球机器人小车是比赛的执行机构,本文介绍了一套基于P89C51RD2单片机的足球机器人控制系统设计方案,描述了系统组成主要模块的硬件实现,并给出了系统的主程序设计方案。系统通过串口通讯方式获取小车速度指令,并PID控制算法对直流电机进行控制。
参考文献：
[1]. 半自主足球机器人控制系统研究与开发[D]. 周越. 华北电力大学（北京）. 2003
[2]. 足球机器人控制系统与无线通信系统研究[D]. 张磊安. 山东理工大学. 2008
[3]. Robocup中型组机器人控制体系结构和驱动系统的设计与实现[D]. 戴皓. 北方工业大学. 2004
[4]. 基于ARM7的足球机器人底层控制系统的设计[D]. 刘赞. 大连理工大学. 2005
[5]. 分布式多机器人系统控制研究[D]. 吴思思. 华中科技大学. 2006
[6]. 基于视觉的移动机器人运动控制研究[D]. 高健. 华中科技大学. 2005
[7]. 基于C/S架构的模块化移动机器人控制软件模型的设计与实现[D]. 周晓伟. 浙江理工大学. 2012
[8]. 类人足球机器人的无线通信系统的研究[D]. 吴建. 西华大学. 2009
[9]. 半自主足球机器人比赛软件研究与开发[D]. 刘春阳. 华北电力大学（北京）. 2005
[10]. 基于P89C51RD2的半自主式小型足球机器人控制系统设计[C]. 张明源, 周斌, 李忠义. 2005中国机器人大赛论文集. 2005
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