RoboCup小型組決策與路徑規(guī)劃研究.pdf

1、足球機器人是個多學科交叉的研究領域，它涵蓋了機器人學、人工智能和智能控制等多個領域，為人工智能領域的理論和應用提供了一個理想的實驗平臺。由于它具有高科技對抗性和娛樂性而吸引了廣大的科研人員投身其中，極大地促進了人工智能的發(fā)展。本文正是以機器人足球比賽為背景，針對足球機器人決策系統(tǒng)進行深入研究，并進行了算法、性能和應用上的一系列改進。 文章首先介紹了RoboCup小型組機器人系統(tǒng)體系結構，設計Robocup小型組足球機器人控制系統(tǒng)

2、，給出相應的功能框圖。對各部分功能進行詳細論述，設計了帶有前饋的雙閉環(huán)運動控制器，并作的仿真分析。 接著詳細闡述了機器人決策系統(tǒng)的構建，由視覺子系統(tǒng)、決策子系統(tǒng)、無線通信子系統(tǒng)、機器人小車子系統(tǒng)和總控子系統(tǒng)組成的集控式足球機器人系統(tǒng)，總結了具有集中視覺、決策與控制的集控式足球機器人系統(tǒng)的控制問題。設計了基于分層遞階控制結構的足球機器人決策子系統(tǒng)。它由上層決策系統(tǒng)和底層決策系統(tǒng)組成，文章分別詳細介紹了各部分的功能和特點。

3、路徑規(guī)劃是機器人研究中最為重要的單元，在本文中提出了在動態(tài)環(huán)境中移動機器人的一種路徑規(guī)劃方法一改進蟻群算法。適用于環(huán)境中同時存在已知和未知、靜止和運動障礙物的復雜情況。蟻群算法是基于生物界群體啟發(fā)行為的一種隨機搜索尋優(yōu)方法，它的正反饋性和協(xié)同性使其可用于分布式系統(tǒng)，隱含的并行性更使其具有極強的發(fā)展?jié)摿Γ诮鉀Q組合優(yōu)化問題上有著良好的適應性。因此將其應用到智能機器人全局路徑規(guī)劃中，其目的是探索一種新的路徑尋優(yōu)算法。在基于柵格劃分的環(huán)境中

4、，研究了機器人路徑規(guī)劃問題中蟻群系統(tǒng)的“外激素”表示及更新方式，提高了蟻群系統(tǒng)的路徑尋優(yōu)能力，為蟻群算法的應用提供了一種新的探索。 最后，針對局部避碰規(guī)劃中避障策略，提出了基于滾動窗口的環(huán)境探測和碰撞預測的方法。機器人在運動過程中，根據(jù)得到的環(huán)境信息在機器視覺范圍內建立預測窗口和避障窗口，在預測窗口內，機器人根據(jù)障礙物的信息建立障礙物的預測區(qū)域，在避障窗口內，機器人根據(jù)自身的位置與障礙物的預測區(qū)域，分別調用切線法或滾動窗口法進行