1、機器人足球比賽是近年來在國際上迅速開展起來的高科技對抗活動，是將高科技和人們喜愛的足球運動結(jié)合在一起的產(chǎn)物，是集機器人學(xué)、智能控制、無線通訊、圖像處理、機械學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)于一體的綜合性產(chǎn)物。本文研究并實現(xiàn)了機器人的全向運動機構(gòu)、運動控制系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上進行了機器人的狀態(tài)檢測算法的研究。 本文的主要工作如下： 研究了足球機器人的硬件平臺，并重點對運動機構(gòu)、擊球機構(gòu)和帶球機構(gòu)進行了設(shè)計與實現(xiàn)。為了更好的滿

2、足RoboCup中型組比賽的實時性要求，采用了全向運動機構(gòu)，包括三個通過直流伺服電機驅(qū)動的全向輪，每只電機都連有行星減速器和光電編碼器。三輪全向運動機構(gòu)滿足了完整運動約束，同雙輪差分運動機構(gòu)相比，可以在復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中更加自如、準(zhǔn)確的到達目標(biāo)位置。擊球機構(gòu)采用高壓電磁閥提供動力，在電磁閥導(dǎo)通時將球擊出，并通過彈簧復(fù)位。帶球機構(gòu)采用由紅外傳感器控制的直流電機和兩側(cè)護板，有效減少了丟球現(xiàn)象。 研究并實現(xiàn)了足球機器人的運動控制系統(tǒng)。設(shè)

3、計了分層的控制結(jié)構(gòu)，上位機采用筆記本電腦，下位機采用兩塊通過CAN總線進行通信的DSP芯片，對直流伺服電機和擊球器進行控制。上位機通過維護有限狀態(tài)自動機，根據(jù)視覺系統(tǒng)獲取的圖像信息和下位機的返回速度，給出下一步的動作決策，并通過速度規(guī)劃模塊計算出下一時刻期望的運動速度，發(fā)送給下位機。下位機采用PID算法，形成閉環(huán)控制，對電機的運動速度進行控制，并加入了擾動解耦環(huán)節(jié)，提高了機器人運動的精確性。設(shè)計并實現(xiàn)了場外Coach程序，通過無線網(wǎng)絡(luò)將

4、裁判盒給出的裁判和動作命令轉(zhuǎn)發(fā)給場上己方機器人。 研究并實現(xiàn)了機器人運動機構(gòu)的自動狀態(tài)檢測系統(tǒng)，使得機器人能夠感知自身狀態(tài)，并可以結(jié)合決策系統(tǒng)改變控制方式和比賽策略。文中討論中型組足球機器人自動狀態(tài)檢測涉及的內(nèi)容，研究了運動機構(gòu)狀態(tài)檢測的方法，并提出了基于圖像信息和閾值分類器的算法，對擊球器的狀態(tài)進行判斷。 我們以RoboCup中型組機器人足球比賽為應(yīng)用背景，建立了自己的足球機器人隊伍，于2005、2007年兩度參加Ro