移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及規(guī)劃研究.pdf

1、足球機(jī)器人涉及計(jì)算機(jī)、人工智能、機(jī)器視覺、信號(hào)處理、無線通訊、機(jī)器人學(xué)等多個(gè)學(xué)科，是人工智能與機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，是一個(gè)極富挑戰(zhàn)性的高科技項(xiàng)目。目前，研制足球機(jī)器人主要有兩方面困難，一方面是感知與控制，另一方面是決策、規(guī)劃和推理。本文以RoboCup小型組足球機(jī)器人為研究對(duì)象，針對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及路徑規(guī)劃進(jìn)行了深入的研究，本論文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面： 首先，介紹RoboCup小型組足球機(jī)器比賽的系統(tǒng)組成，以及廣泛

2、使用的全方位移動(dòng)機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在世界坐標(biāo)系和機(jī)器人坐標(biāo)系下，推導(dǎo)出全方位移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、動(dòng)力學(xué)方程，找到機(jī)器人控制量與狀態(tài)量之間的關(guān)系，從而得到機(jī)器人的系統(tǒng)方程，并且代入實(shí)際機(jī)器人的具體參數(shù)，通過MATLAB仿真驗(yàn)證模型的有效性. 其次，重點(diǎn)研究了RoboCup小型組足球機(jī)器人控制系統(tǒng)，通過參閱眾多小型組足球機(jī)器人的設(shè)計(jì)文獻(xiàn)，結(jié)合當(dāng)前小型組足球機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，選擇DSPTMS320F2812作為主控制器，以它為核心

3、設(shè)計(jì)出足球機(jī)器人驅(qū)動(dòng)板和主控板。在驅(qū)動(dòng)板上完成了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、擊球、帶球等電路設(shè)計(jì)，在控制板上完成了外圍接口、通訊等電路設(shè)計(jì)工作，并完成了各部分的程序設(shè)計(jì)及性能測(cè)試。 最后，對(duì)足球機(jī)器人的路徑規(guī)劃進(jìn)行了研究，并以RoboCup小型組足球機(jī)器人比賽為模型，用柵格法進(jìn)行環(huán)境建模，并結(jié)合蟻群算法進(jìn)行路徑搜索，在較短的時(shí)間內(nèi)找到一條無碰撞的最優(yōu)路徑，實(shí)驗(yàn)仿真表明：采用柵格法建模，結(jié)合蟻群算法進(jìn)行路徑搜索的新方法可以使足球機(jī)器人快速到達(dá)目