MiroSot足球机器人的路径规划研究

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随着科学技术的发展,人类对自然界的探索不断加深,人们总希望通过计算机来模拟人脑的功能,人工智能作为一门新兴学科应运而生。机器人足球比赛系统是一个集人工智能、知识处理、机器视觉、传感器信息融合、自动化、通信网络等多种技术的综合系统,为检验和比较各种人工智能和机器人学领域的研究成果提供了一个实验平台。机器人足球相关技术的研究为各门学科的并行发展和集成提供了有力条件,机器人足球相关技术具有非常广阔的应用前景,为机器人技术在工业、商业上的综合应用奠定了基础。机器人足球比赛的类型有多种,本文主要讨论应用在MiroSot足球机器人比赛中的决策子系统及其路径规划的研究。决策子系统是MiroSot足球机器人的运动指令的唯一提供者,相当于机器人大脑的作用,能否快速、准确的完成系统规划是取得比赛胜利的关键。在足球机器人四个子系统中,决策子系统的策略和算法的设计对各个参赛队伍足球机器人性能的优劣程度起着决定性的作用。本论文主要对以下内容进行了理论和技术的研究与探讨:(1)介绍MiroSot机器人足球比赛系统的概况及四个子系统的组成和工作原理,着重介绍决策子系统的控制方式、体系结构、推理模型等。(2)介绍路径规划的概念、常用的路径规划方法,描述足球机器人路径规划的问题。介绍蚁群算法的原理及其在TSP中的应用等,在此基础上讨论蚁群算法在足球机器人路径规划中的应用。(3)讨论足球机器人的运动学约束和动力学约束,分析机器人运动加速度、速度等对机器人轨迹规划的影响。介绍贝塞尔曲线的性质,采用三阶贝塞尔曲线进行轨迹平滑。(4)讨论在未知环境中足球机器人的动态避障问题,介绍模糊逻辑原理,采用了模糊逻辑实现动态避障算法。本课题在上述理论和技术的基础上,建立了完整、有效的机器人路径规划算法和避障算法。Matlab6.5仿真实验验证了算法的可行性和有效性。
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