移動機器人控制系統(tǒng)設計及規(guī)劃研究.pdf

1、足球機器人涉及計算機、人工智能、機器視覺、信號處理、無線通訊、機器人學等多個學科，是人工智能與機器人領域的研究熱點，是一個極富挑戰(zhàn)性的高科技項目。目前，研制足球機器人主要有兩方面困難，一方面是感知與控制，另一方面是決策、規(guī)劃和推理。本文以RoboCup小型組足球機器人為研究對象，針對機器人控制系統(tǒng)設計及路徑規(guī)劃進行了深入的研究，本論文的研究工作主要包括以下幾個方面： 首先，介紹RoboCup小型組足球機器比賽的系統(tǒng)組成，以及廣泛

2、使用的全方位移動機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在世界坐標系和機器人坐標系下，推導出全方位移動機器人的運動學方程、動力學方程，找到機器人控制量與狀態(tài)量之間的關(guān)系，從而得到機器人的系統(tǒng)方程，并且代入實際機器人的具體參數(shù)，通過MATLAB仿真驗證模型的有效性. 其次，重點研究了RoboCup小型組足球機器人控制系統(tǒng)，通過參閱眾多小型組足球機器人的設計文獻，結(jié)合當前小型組足球機器人的發(fā)展趨勢，選擇DSPTMS320F2812作為主控制器，以它為核心

3、設計出足球機器人驅(qū)動板和主控板。在驅(qū)動板上完成了機器人的運動、擊球、帶球等電路設計，在控制板上完成了外圍接口、通訊等電路設計工作，并完成了各部分的程序設計及性能測試。 最后，對足球機器人的路徑規(guī)劃進行了研究，并以RoboCup小型組足球機器人比賽為模型，用柵格法進行環(huán)境建模，并結(jié)合蟻群算法進行路徑搜索，在較短的時間內(nèi)找到一條無碰撞的最優(yōu)路徑，實驗仿真表明：采用柵格法建模，結(jié)合蟻群算法進行路徑搜索的新方法可以使足球機器人快速到達目