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足球机器人路径规划算法的研究及其仿真

本论文依托于国家自然科学基金(60574023)和青岛市科技局科技发展计划课题(05-1-jc-88),采用改进的遗传算法对足球机器人的路径规划问题进行了研究,并首次将一致性(CONSENSUS)算法用到多机器人路径规划中,采用协调控制的思想对多机器人路径规划算法进行了研究。本文以RoboCup小型组机器人足球系统为研究平台,针对系统中路径规划问题进行了深入的研究,探索行之有效的方法来解决实际中的路径规划问题。首先,总体介绍了足球机器人系统的体系结构及相关技术,通过对传统的几种典型路径规划方法的研究,提出了改进的遗传算法、CONSENSUS算法及其在足球机器人路径规划中的应用。为了避免求解过程中易陷入局部最优,提高全局寻优能力和收敛速度,提出了基于小生境遗传算法的足球机器人路径规划算法。为了提高解的有效性、算法局部搜索的效率和防止算法的过早停滞,将遗传算法结合蚁群算法进行了改进,该算法有利于并行执行和应用。为了提高算法的实时性,  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

RoboCup小型组足球机器人路径规划关键技术研究

路径规划是所有移动机器人必须解决的核心问题,包括解决沿着什么路径到达目的地,采用什么速度、如何在指定时间内完成实时规划、如何保证机器人在不违反自身运动学规律情况下跟随规划、如何检测碰撞并避免碰撞、以及如何整定系统参数等诸多子问题。经过几十年的研究与实践,人们在移动机器人路径规划方面积累了大量的研究成果,但仍存在许多问题有待深入研究。RoboCup即机器人世界杯足球锦标赛,是一项国际比赛盛事。RoboCup小型组足球机器人是RoboCup的主要项目之一,该项目对实时性要求比较高,是进行路径实时规划研究的理想平台。本文针对该项目技术要求进行了路径规划关键问题的研究和实验。取得的结果不仅可直接应用于RoboCup各类比赛,而且还可应用到机器人学等众多领域相关问题的求解。因此,研究工作具有重要理论意义和实际应用价值。本文在以下几个方面进行了创新性研究:1)改进了RoboCup小型组机器人碰撞检测算法。碰撞检测前,对障碍数据进行预处理:机...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

机器人足球决策系统研究与实现

机器人足球是一个新兴的交叉学科,涉及机器人学、人工智能以及人工生命、智能控制等多个领域。目前,国际上对机器人足球的研究得了迅速的发展。随着机器人在诸多领域的愈来愈广泛的应用,如何提高在动态环境中多机器人的协作能力,成为急需研究和解决的问题。因此,将多机器人作为一个整体,从系统的角度研究多机器人系统的整体行为和组织结构,已成为人工智能和机器人领域的研究热点。而机器人足球系统是一个典型的并且非常具有挑战性的多智能体系统,它是由多个机器人构成一个球队,在复杂的环境条件下,与另一个机器人球队进行对抗比赛,机器人球队,既能防守对方的进攻,又能组织力量向对方攻球,是通过合作与协调完成进攻与防守的协同作业系统。在存在对手的动态环境中,足球机器人要通过相互配合协作,表现出团队行为或完成特定目标。环境的动态性及对手不可预测的干扰,对于系统实时决策和机器人运动控制有着更高的要求。因此机器人足球系统作为一种多机器人协作自治系统,被许多研究者作为多智能...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北师范大学
东北师范大学

规划识别在仿真足球机器人中应用研究

机器人足球比赛是一个有趣且复杂的新兴人工智能研究领域,它融合了实时视觉系统、机器人控制、无线通讯、多机器人控制等多个领域的高技术对抗活动。机器人足球比赛将过去的单智能体研究对象发展到分布式多智能体;静态研究环境发展到动态环境;并将非实时处理问题发展到实时处理问题,因此可以说,机器人足球是继计算机象棋后出现的发展人工智能的第二个里程碑,它将人工智能技术发展到新的境界。但真实的机器人足球比赛所需要的设备、场地、环境条件较为苛刻,因此衍生出了机器人足球仿真比赛,通过提供一个标准的实验测试平台,促进多智能体系统在实时对抗环境下决策与路径规划问题的研究。机器人足球仿真比赛是当前智能机器人领域的一个研究热点。机器人足球仿真比赛融合了决策与对策、路径规划、遗传算法与智能控制等学科内容,是研究多智能体的一个很好的平台。本文将进行以下几个方面的研究:1、了解熟悉整个AI-RCJ仿真比赛平台的系统构成与运作原理。2、典型足球机器人路径规划方法比较。...  (本文共47页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东理工大学
华东理工大学

RoboCup中型组足球机器人的设计和开发

本文主要介绍了RoboCup中型组足球机器人的背景和发展过程,并着重阐述了基于AT90CAN128控制芯片的足球机器人的硬件设计和软件设计。在硬件的传感器模块中采用高精度的激光测距仪和电子罗盘完成机器人定位功能;通信模块设计并完成了CAN通信模块及USB-CAN转换器,使系统具备了高扩展性;在阐述主要芯片及其工作原理的基础上,设计开发了核心的电机模块和射门模块,并且详细介绍了电机驱动电路和射门控制电路的工作流程及硬件连接图。同时,结合硬件设计,设计开发了相应模块的软件流程及程序,包括传感器模块的激光测距仪和电子罗盘,USB-CAN转换协议的具体转换机制,机器人底层运动的电机控制方案以及调试时方便实用的AT90CAN128的引导程序等。本文最后阐述了路径规划算法在机器人研究中的重要性,考虑到人工势能算法容易形成局部最优解的缺陷,结合RoboCup中型组比赛中常见的比赛情形,提出了基于流函数的多机器人Swarm算法,通过仿真证明该算...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

西华大学
西华大学

基于粒子群免疫算法的足球机器人路径规划

足球机器人是一个集控制理论、通讯技术、图像信息处理、计算机应用、人工智能等各门学科于一体的多智能体,分布式人工智能研究平台。它的出现促进材料工程、电气工程,生命科学等各学科的发展,为智能机器人提出一个新的具有标志性和挑战性的课题。路径规划是足球机器人决策子系统中的一个重要组成部分,它的优劣直接影响比赛的结果。本课题主要研究足球机器人在比赛过程中的全局实时路径规划,使其在持球后能够迅速找到一条从持球地点到球门的最短无碰撞路径。主要工作包括:1.对足球机器人系统体系结构以及机器人小车的数学模型作了简要介绍,并且给出了以路径最短以及无碰撞为评价标准的路径规划设计方案以及相对应的路径规划算法的总体设计思路。2.介绍了标准粒子群算法基本原理和算法流程,以及人工免疫算法的生物学基础,并且详细介绍了几种当前流行的改进粒子群算法的改进思想,具体的操作步骤,以及对几种典型的人工免疫算法的设计思路进行了介绍。此外还对粒子群算法和免疫算法的应用领域做...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>