足球比賽用機(jī)器人的開發(fā)及應(yīng)用研究.pdf

1、以機(jī)器人作為參賽隊(duì)員進(jìn)行足球比賽是眾多機(jī)器人競技比賽中的一種，機(jī)器人足球比賽平臺一般由視覺單元、無線通信單元、決策單元以及機(jī)器人小車執(zhí)行單元四大部分構(gòu)成。比賽在決策單元的指揮和控制下，由機(jī)器人小車執(zhí)行相應(yīng)的動作來完成整場比賽，視覺單元則負(fù)責(zé)通過硬件設(shè)備來采集比賽場上的圖形圖像數(shù)據(jù)，無線通信單元負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)經(jīng)Q策單元，決策單元在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后通過無線通信單元發(fā)出正確的控制指令。整個平臺只有在高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一的情況下才能更好地完成所規(guī)定

2、的動作，這就要求首先應(yīng)擁有良好的硬件設(shè)備，并對各個單元之間的配合和協(xié)作進(jìn)行優(yōu)化。通過更新和細(xì)化決策策略，使平臺能在比賽進(jìn)行中對場上的實(shí)時態(tài)勢、角色分配及任務(wù)目標(biāo)作出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，以提高整個足球機(jī)器人平臺的競技水平。
　　本文在研究國內(nèi)現(xiàn)有機(jī)器人足球比賽平臺的前提下，對足球機(jī)器人的各個構(gòu)成單元進(jìn)行了硬件選型和重構(gòu)。首先重新設(shè)計(jì)了機(jī)器人小車，提高了機(jī)器人小車的運(yùn)動精度及定位精度，優(yōu)化了其結(jié)構(gòu)形狀，改進(jìn)了小車的加工方法和加工工藝，降低了其

3、制造成本；其次，把原來的普通圖像采集系統(tǒng)更新為高速圖像采集系統(tǒng)，提高了攝像頭的采集精度，使圖像更加清晰；接著，對整個足球機(jī)器人的控制電路進(jìn)行了改進(jìn)，增加了數(shù)字信號處理模塊，提高了控制系統(tǒng)的處理速度和抗干擾能力；最后，針對決策單元，以提高機(jī)器人的智能水平為目的，在對比賽場上的攻防態(tài)勢進(jìn)行了研究的前提下，為球隊(duì)中的每個機(jī)器人小車劃分角色并分配了針對性的任務(wù)，對機(jī)器人小車的運(yùn)動路徑進(jìn)行了最優(yōu)處理，加強(qiáng)了它們之間的戰(zhàn)術(shù)配合。
　　在研究的

4、過程中，采用對抗性比賽及運(yùn)動測試等手段，通過不同硬件迭代法以測試硬件的響應(yīng)速度及穩(wěn)定性；另一方面，通過比賽和測試，對賽場上出現(xiàn)的隨機(jī)事件進(jìn)行紀(jì)錄，并在策略庫中對這些紀(jì)錄進(jìn)行定義，以完善決策系統(tǒng)的策略庫，以使機(jī)器人對自身的角色理解更為清晰，能更加精準(zhǔn)地執(zhí)行動作，并對賽場上出現(xiàn)的眾多隨機(jī)事件做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。更為重要的是，針對目前市場上足球機(jī)器人比賽平臺造價高這一不足，在整個研究和設(shè)計(jì)過程中，通過改進(jìn)加工工藝和加工方法，以降低成本，通過成本控