足球机器人是目前机器人研究领域中一个非常热门的课题,它涉及了诸多领域,如机器人学、机电一体化技术、通讯与计算机技术、机器视觉与传感器融合技术、决策与对策、智能控制等多学科高新技术,是一个极富挑战性的高技术密集型研究平台,引起了越来越多的科研机构和高等院校的关注,同时也吸引了越来越多的科研人员和学者的参与。足球机器人底层运动控制在足球机器人比赛中起着至关重要的作用,它是更高层动作和整体决策系统的基础。底层控制系统是足球机器人系统的动作执行部分,它的性能直接影响整个足球机器人系统的性能。根据比赛中足球机器人的基本要求,本文首先设计了足球机器人的车体运动机构、弹射机构、测距机构,并作了相应的分析,得到了机器人的运动学模型。其次,为了提高底层控制系统的性能,本文主要对机器人的底层控制算法进行了深入的研究。首先对机器人的运动进行了理论分析,在此基础上采用增量式PID控制算法,根据机器人的结构特点和比赛需要出发,又提出了积分分离式PID控制方法与分段控制相结合用于机器人底层动作控制中,通过实际试验,验证了该算法的可靠性和有效性。为了使中型组足球机器人具有自主性,对环境变化做出反应,必须使机器人具有感知周围环境的能力,本系统开发了超声波传感器,应用在中型组足球机器人的守门员身上,使守门员在运动过程中和球门保持平行,顺利完成比赛。