基于虚拟仪器的足球机器人运动控制的研究及其实现

【摘要】： 足球机器人比赛是近年来国际上兴起的一种高科技竞赛活动。足球机器人涉及机器人学、计算机技术、数字通讯、图像处理、传感器数据融合及人工智能等多个领域,为多智能体系统、自主机器人等理论的研究以及各种相关学科的研究提供了良好的实验平台。 本文的主要工作如下： (1)首先介绍了足球机器人比赛的起源、国内外在足球机器人比赛方面的研究现状；重点介绍了机器人足球系统,阐述了足球机器人的各个子系统：控制子系统、视觉子系统、通讯子系统和决策子系统的工作原理。 (2)以UP-Voyager RoboCup中型足球机器人系统为平台和背景进行研究,全面介绍了足球机器人的各个模块单元,包括硬件平台,控制系统及视觉系统。采用虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW8.5作为机器人的控制软件,编写上位机与机器人之间串口通信程序,实现机器人的本地控制。在设计机器人串口通信程序时,着重对机器人指令进行了研究。 (3)利用LabVIEW视觉工具软件MAQ Vision进行机器人前景视觉目标跟踪系统的设计。首先利用MAQ Vision中的函数编写基于USB摄像头的图像采集程序,再利用采集到的目标物图像进行模板学习,主要进行颜色和形状的学习,最后通过模板匹配算法来实现运动目标的自动跟踪。 (4)借助LabVIEW强大的网络通信技术,设计了基于B/S模式的远程控制系统,实现了客户端对服务器端机器人的远程控制。 LabVIEW是一个面向最终用户的工具,它提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径,以它作为足球机器人控制的软件来研究机器人的运动控制,大大提高了工作效率。 论文最后进行总结,说明了研究过程中的心得体会,也对课题研究不足和改进之处提出了展望。