近几年来,机器人足球系统作为人工智能和机器人学研究和应用的一个重要实验平台已经成为智能控制领域的研究热点之一.通过提供一个标准任务,使得研究人员利用各种技术,获得更好的解决方案,从而有效的促进各个相关领域如机器人学、视觉与传感器技术、专家系统、多智能体系统、实时模式识别与行为系统、神经网络、优化算法、实时规划和推理等的发展. 基于视觉的集控式轮式机器人足球系统由视觉子系统、决策子系统、无线通讯子系统和足球机器人等四个部分组成.基于RoboCup小型机器人足球系统,着重对足球机器人的视觉定位、路径规划和避障控制、基本动作设计等部分进行了研究,并初步探讨了决策模型和多机器人协作策略.主要内容如下: (1)对足球机器人和小球进行视觉定位.实时采集、扫描图像,根据贴在车身上的色标和小球的颜色将足球机器人、小球和场地区分开,再通过队标确定足球机器人的中心位置,通过队员标确定足球机器人编号以及足球机器人的朝向,从而获得场上信息,供决策使用.为减少光照的影响,确保处理图像快速、准确,采用颜色空间转换的方法;为提高处理速度,采用栅格扫描的方法.从运行结果来看,达到了预期的效果,能够满足比赛实时性需要. (2)针对轮式足球机器人的运动特点,进行了路径规划和避障控制的研究.通过控制左右轮速,不断调整足球机器人运动速度的大小和方向,指引足球机器人到达目标点,完成各个动作.在运动方向的判断上,由于通过队标和队员标确定足球机器人运动方向存在较大误差,根据足球机器人的运动轨迹对当前运动方向进行预测,以提高准确度.在速度控制上,实际环境中足球机器人的运动模型很难精确确定,就引入了模糊控制理论.鉴于比赛的实时性,为了尽可能缩短决策时间,采用查表的方式,通过不断修改控制表来达到比较好的控制效果.如果足球机器人和目标之间存在障碍物,就要采取避障策略.通过重新对路径进行选择,实现避开障碍物的目的.机器人足球比赛是一个复杂的动态环境,足球机器人经常会相撞,有时处于胶着状态.为了快速摆脱这种情况,我们引入了斥力,给机器人一个斥力,使足球机器人和障碍物分开,以便重新进行规划.经过多个周期的规划,足球机器人可以较为有效地避开障碍物,到达目标点. (3)设计和实现了比赛中足球机器人的各个基本动作.包括找球、射门、防守、守门等.比赛中足球机器人正是根据一定的策略对基本动作进行选择,通过协作完成相应的任务.基本路径规划和基本动作的设计至关重要,直接决定比赛结果. (4)最后,还初步探索了机器人足球决策模型和协作策略.