基于动觉智能图式足球机器人运动控制
【摘要】:
机器人足球是一个新兴的交叉学科,涉及机器人学、智能控制和人工生命等多个领域。机器人足球系统本身是一个多机器人协作自治系统,它为理论研究和模型测试提供了一个标准实验平台。
本文基于动觉智能图式的仿人智能控制理论,采用了两种机器人足球系统(RoboCup中型足球机器人系统和FIRA MiroSot小型足球机器人系统)对两轮轮式机器人的运动控制进行研究。针对足球机器人运动控制系统的设计实现,主要进行了如下研究工作:
①应用基于动觉智能图式的仿人智能控制理论(SMIS-HSIC理论),从建立感知-关联-运动图式的角度,完成了足球机器人运动控制系统分层递阶的总体设计。
②基于感知图式的理念,建立了足球机器人的全景、前向视觉系统和里程计系统的定性定量模型;特别针对单目视觉定位,提出了一种完整的坐标变换模型和一种新型的基于进化计算的模型参数辩识方法,解决了机器人感知系统模型的精确辨识问题。
③采用机理建模和仿人智能控制的“类等效”模型简化,建立了足球机器人运动执行系统的一种新型非线性状态空间模型,并以该模型为基础建立了用于机器人基本运动控制设计的仿真研究平台。
④提出了基于运动约束和几何约束的移动机器人基本运动构成方法,并对具有非完整性约束的两轮轮式机器人设计了一组基本运动控制的运动图式;特别对其中的点镇定控制提出了基于分段比例和基于轮速增量的SMIS-HSIC控制算法。
⑤从关联的基本形式出发,提出了多种具体关联结构,设计了足球机器人包括感知图式和运动图式间的各类关联,完成了对基本运动控制的选择和时空规划,解决了单个足球机器人运动控制决策问题。
⑥将多机器人协调视为更高阶的关联,提出了基于意图的多机器人协调机制,将意图作为基本的协调信息引入到单个足球机器人的运动控制决策中,实现了足球机器人的多机器人协调控制。
通过上述工作,本文针对足球机器人系统这一多传感器、多控制量、非线性、强干扰、协作对抗环境下的复杂系统运动控制问题,基于动觉智能图式的仿人智能控制理论,设计实现了实际系统的运动控制。通过对实际机器人的控制证实了本文运动控制的有效性。
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1 |
肖斌;李祖枢;薛方正;曹长修;;基于仿人智能控制的足球机器人圆弧射门算法[J];自动化技术与应用;2006年10期 |
2 |
曹建树;申爱明;黄光明;;基于DSP的足球机器人的运动控制系统设计[J];机械与电子;2007年11期 |
3 |
董小闵;李祖枢;余淼;廖昌荣;陈伟民;;仿人智能控制及其在磁流变半主动悬架中的应用(英文)[J];控制理论与应用;2010年02期 |
4 |
黄庆成,洪炳镕,Javaid Khurshid;全自主足球机器人的运动控制系统研究[J];哈尔滨工业大学学报;2004年07期 |
5 |
王颖;;足球机器人自主控制系统设计[J];科技资讯;2009年32期 |
6 |
张琦;胡天链;;一种自平衡两轮移动机器人的设计实现[J];科技传播;2010年14期 |
7 |
张华;李祖枢;古建功;陈桂强;谭智;;三连杆单杠体操机器人的仿人智能运动控制[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年03期 |
8 |
蒋海林;张国良;宋海涛;;基于ARM9的嵌入式足球机器人运动控制系统[J];微计算机信息;2009年23期 |
9 |
杨涛,黄心汉,彭刚,曾劼,余瑶;足球机器人底层运动控制研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年S1期 |
10 |
孙刚,李永新,皮骄阳,李尚荣,陈盛,朱璐;Robocup小型足球机器人的运动分析与控制——Robocup系列研究之三[J];自动化与仪表;2003年06期 |
11 |
李绍民
,刘任平;全自主足球机器人视觉系统的方案分析与比较[J];微计算机信息;2004年09期 |
12 |
佟海军,张广文,程福,刘中华;双轮驱动足球机器人加速性能的研究[J];机械与电子;2004年10期 |
13 |
岑汉彬,杨宜民;足球机器人中电动机控制系统的研究[J];微特电机;2005年01期 |
14 |
赵姝颖,高大志,柏立军,徐心和;提高足球机器人系统实时性能的硬件优化方法的研究[J];机器人;2000年02期 |
15 |
王文学,孙萍,徐心和;足球机器人系统结构与关键技术研究[J];控制与决策;2001年02期 |
16 |
;足球机器人野心无止境[J];太空探索;2001年10期 |
17 |
李绍民;嵌入式足球机器人视觉系统的硬件设计[J];辽宁工程技术大学学报;2004年04期 |
18 |
廖华丽,傅湘国,吴畏,陆志华;足球机器人车体三维仿真优化设计[J];哈尔滨工业大学学报;2004年07期 |
19 |
刘任平,谢铁军,程涛;玩具足球机器人红外线通信装置设计[J];电子技术;1999年12期 |
20 |
吴丽娟,张春晖,徐心和;足球机器人决策系统推理模型[J];东北大学学报(自然科学版);2001年06期 |
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