机器人足球比赛已经成为当前人工智能和机器人领域的研究热点之一,其中,全自主足球机器人有着巨大的应用潜力,其应用领域包括自动驾驶、导游、未知区域的探索、核电站的维护、无人工厂中的搬运系统等等。作为一个复杂的分布式智能控制系统,全自主仿人足球机器人涉及人工智能、自动控制、传感器技术、图像处理、复杂运动规划等多门学科。由哈工大计算机学院与韩国MiniRobot公司合作设计开发的HIT-II型全自主仿人机器人的硬件结构由四部分组成:嵌入式主控计算机、单目视觉系统、运动控制系统和运动执行系统。该机器人最大的特点是以Acer n300 PDA作为主控计算机,使之具有体积小、计算能力强、稳定性高等特点,实现了仿人机器人的完全自主控制。嵌入式视觉系统是仿人机器人点球系统的基础,它对机器人的总体性能起着决定性的作用,机器人对目标的识别、定位、路径和运动规划都要建立在视觉系统的基础上,为了保证点球系统具备实时性、准确性、鲁棒性和稳定性,该视觉系统采用了HSV颜色空间,采用了一种基于颜色查找表的变门限聚类识别算法和基于单目视觉的目标定位算法,取得了较好的实验效果。运动规划系统是仿人机器人点球系统的核心,其本质是决策算法,是机器人的灵魂,它通过视觉和定位信息,并采用有穷自动机理论,基于点球系统射门和守门的任务,构造了各角色的有穷状态机决策模型,每个状态都对应着一个算法,包含一系列决策与动作,在状态进行转换时,就会发生决策与动作上的切换,同时完成了机器人射门和守门的任务。实验证明,上述提出的算法应用在HIT-II型全自主仿人机器人点球系统上是有效的,并且该系统具备可靠性、准确性、实时性和稳定性,将来还需要进一步的完善,相信HIT-II型机器人会在比赛中取得优异的成绩。