RoboCup中型组机器人决策系统关键技术研究

【摘要】：为更好的满足人类的需求,近年来人们迫切要求研制具有类人思维的智能机器人。RoboCup中型组机器人以其高度的独立感知、独立决策和独立控制能力,成为研究智能机器人的良好平台。 RoboCup中型组机器人拥有视觉、通讯、决策和底层控制等四个系统,其中决策系统是赋予机器人人工智能的核心系统,本文以其为研究对象,并针对其关键技术展开研究工作。 首先,本文根据RoboCup中型组比赛特点,提出一种面向中型组比赛的决策模型,并将此模型作为搭建决策系统的推理基础。该模型将RoboCup中型组机器人决策过程分为由场外教练机完成的群体决策和由机器人自己完成的自主决策,其中群体决策主要任务是态势评估、阵型确定和角色分配,自主决策层主要完成行为选择、路径规划和轨迹跟踪等任务。 其次,选择了八种能够较为客观反映比赛态势的因素,采用模糊综合评判方法对比赛态势进行评估,并根据评估结果和场上有效机器人的数量确定阵型,最后再次采用模糊综合评判方法评估场上机器人的进攻或防守能力,并根据评估结果为每一个机器人分配角色。针对这种群体决策方法,本文在matlab环境下进行仿真,证明该方法有效可行。 再次,根据RoboCup中型组机器人的运动特点和RoboCup中型组比赛特点,设计了RoboCup中型组机器人的一些基本行为动作和复杂行为动作,然后利用决策树方法,设计了机器人行为选择策略。 最后,提出一种基于Bezier曲线的最优路径规划算法,该算法利用Bezier曲线描述机器人路径,并且在考虑机器人的极限速度、加速度以及障碍物等因素的基础上,寻求机器人的最短路径,最后在matlab环境下进行了仿真验证,取得了较为理想的效果。