全自主式足球机器人的设计综合了机械、电子、自动控制、模式识别、机器视觉和人工智能等多个科研领域。足球机器人系统必须具有高度的实时性和准确度。机器人视觉系统作为环境信息的重要输入环节,其性能的优劣将直接影响到整个机器人系统功能的好坏。而决策系统作为机器人控制指令的重要输出环节,其控制策略的优劣直接影响到机器人行为的智能程度。本文主要针对足球机器人视觉系统和决策系统进行研究探讨,主要研究内容及工作如下:1.视觉系统。针对足球机器人比赛中要求快速准确获取目标位置信息的特点,设计了由全景视觉和前向视觉共同构建而成的机器人视觉系统。视觉识别采用基于HLS色彩空间的双阈值化矢量方法进行图像分割,从而达到色块识别的目的。在视觉定位方面,针对全景视觉传感器获得的是畸变图像的特点,提出图像变换求反正切、分段比例法的方法进行全景视觉图像角度、距离的定位。对于USB前向视觉系统,根据针孔摄像机模型的成像原理进行图像定位。而后以blob面积为优选条件选择定位方式,从而得到精度较高的定位结果。实验结果证明了该视觉系统设计的合理性及定位方法的有效性。2.决策系统。介绍了传统的人工势场法原理,设计出具有可调参数的势场函数,并根据动态人工势场法,将速度势场力引入到势场函数中,使其反映出机器人、目标及障碍物的速度对于势场力的影响,实验证明,动态人工势场法对于动态目标跟踪在速度调节方面有很大的优越性,能够使机器人更敏捷地跟踪动态目标。最后本文提出基于全景视觉的快速避障方法,根据障碍物及目标的位姿设置虚拟目标点,使机器人完成首先运动到虚拟目标点,而后再跟踪球的动作,实现了高效的避障导航。