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机器人足球比赛系统中三个子系统的研究与设计

霍迎辉  
【摘要】: 多智能体系统(MAS)是当前人工智能研究中的热点问题。MAS理论主要研究由多个智能体组成的群体在复杂的动态环境下如何进行组织、协调与合作,共同完成复杂任务的问题。 机器人足球比赛系统是典型的多智能体协作系统,是研究多智能体协作问题的标准平台。国际机器人足球联合会(FIRA)微型组机器人足球比赛(MiroSot)是目前开展得最为广泛的机器人足球比赛之一,参加这项比赛的机器人足球系统包括视觉、决策、无线通信和足球机器人等4个子系统。它涉及了计算机视觉、图像工程、多智能体理论、机器人运动控制、无线通信、微机电系统、电气传动等研究领域,是上述领域的集成。 本论文主要研究MiroSot系统中决策子系统、无线通信子系统和足球机器人子系统。决策子系统主要解决比赛过程中机器人之间的协作和机器人运动控制的问题,是多智能体协作理论研究和应用的核心;无线通信子系统完成决策子系统与机器人之间的数据通信,把控制命令发送给各个机器人;足球机器人子系统接收控制命令,按要求完成各种战术动作,是系统的执行机构。本课题得到了国家863计划项目“足球机器人的研制”(512-9935-08)、“小型组机器人足球关键技术研究”(2001AA422270)和广东省科技攻关项目“多智能体系统实验平台、仿真系统及应用”(2KM00502G)的资助。 本论文的研究内容包括:(1)MiroSot机器人足球比赛系统结构及工作原理;(2)决策子系统的层次结构及其设计,提出基于关键队员(Key-player)的自组织攻防比赛策略;(3)足球机器人的运动控制、避障及路径规划,结合实际比赛应用提出基于最短切线路径的规划方法;(4)足球机器人控制系统的设计,PID控制算法的改进;(5)无线通信子系统的设计。


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