輪式足球機器人運動控制技術研究與應用.pdf

1、輪式移動機器人的運動控制是機器人學中最具有挑戰(zhàn)性的問題之一，對這一問題的理論研究是廣泛而又深入的，但是缺少比較成熟的試驗結果。機器人足球比賽的興起則為這一問題的理論研究和模型測試提供了一個標準的試驗平臺。足球機器人比賽系統(tǒng)可描述為：多個機器人活動在一個實時、噪聲以及對抗性的復雜環(huán)境下，通過協(xié)作、配合完成一個共同的目標。環(huán)境的動態(tài)性及對手不可預測的干擾，對機器人運動控制性能有著更高的要求。 本文的研究目的就是針對足球機器人小車這一

2、真實的物理對象，研究和提高其運動控制性能，并通過機器人足球比賽這一復雜的、噪聲的、對抗性的環(huán)境來檢驗它的實際效果。 首先，根據(jù)足球機器人系統(tǒng)的結構特點，對控制任務進行分層分解，構建了足球機器人運動控制系統(tǒng)的框架。 然后，推導了輪式足球機器人運動學和動力學方程，分析了足球機器人的動作特點，歸納了足球機器人運動控制的基本內(nèi)容。 將回聲狀態(tài)網(wǎng)絡應用到經(jīng)典的差分驅(qū)動機器人的運動速度控制問題上，取得良好的效果。 針

3、對輪式移動機器人的運動規(guī)劃問題，提出基于貝塞爾曲線的路徑規(guī)劃方法和一種基于粗糙集的路徑規(guī)劃方法，并用遺傳算法分別對其進行優(yōu)化，為后續(xù)的跟蹤控制問題提供了方便。 最后，討論了足球機器人底層動作的設計問題，針對足球機器人的幾個底層基本動作：跑位、轉角、跑直線，設計了一系列滿足實戰(zhàn)需要的控制算法，并設計了一種跟蹤曲率半徑的轉圓算法，一種基于貝塞爾曲線的動態(tài)射門算法以及一種基于遞推思想的組合踢球算法，這些控制算法應用于機器人世界杯足球賽