多智能足球机器人系统的关键技术

以NEWNEU参加机器人足球世界杯赛(FIRARWC99)的基于视觉型微型足球机器人系统MIROSOT为背景,详细介绍了机器人足球的关键应用技术·采用模糊神经网络和自学习专家系统的分层智能控制系统是当前机器人足球系统的研究方向·具有人工智能的自主型步行足球机器人是足球机器人的长远发展目标·     

集控式足球机器人视觉子系统的关键技术

简要概括了NewNEU足球机器人系统的视觉结构框架,对视觉系统的关键技术进行了详细介绍·关键技术包括图像矫正,图像分割和辨识算法·通过投影矫正和几何矫正,克服了成像系统本身存在的图像形变问题·根据足球机器人系统的特点,选择HSV颜色模型,用来构造分色器和建立颜色信息库,实现对图像目标的分割·讨论了各种色标设计方案,提出一种抗干扰性较强的色标设计方案,并给出了相应的辨识算法·     

一种新型柔索驱动并联机器人的模型样机

提出一种新型并联机器人机构,利用张紧柔索驱动该并联机器人·通过运动学和动力学分析、工作空间分析、轨迹规划、误差分析,设计并制作了模型样机本体、驱动与控制模块,开发了机器人语言,控制模型样机完成指定动作·实验结果表明,这种新型并联机器人是可行的,适用于轻型机床等设备·该机器人在某一速度范围内工作时,会产生较明显的振动,并伴有噪声,因此要提高机器人的性能还必须设法抑制其振动     

一种基于交叉耦合的速度控制器

以足球机器人小车子系统为研究对象,通过对足球机器人小车轨迹跟踪误差的分析,建立了考虑轨迹跟踪精度的复合误差模型·提出一种基于模糊推理的交叉耦合误差补偿器的设计原理、算法及实现方法·该误差补偿器在不改变机器人小车内部速度环结构的条件下,通过向各轮提供附加补偿控制量,进而实现提高机器人小车轨迹跟踪的精度·针对足球机器人小车数学模型的仿真实验结果表明,该方法能够有效地提高机器人小车轨迹跟踪的精度·     

足球机器人系统仿真中的数学模型

讨论了机器人足球比赛现实世界中各个实体的运行规律,建立了受非完整约束的移动机器人以及球的运动模型,并提出采用几何方法求解机器人运动模型精确解,以提高仿真精度,减少计算量·给出了机器人之间以及机器人与场地围墙、小球之间的碰撞模型,并分析了2个机器人之间的碰撞过程·为构建和开发足球机器人系统仿真平台与机器人的运动控制提供了模型基础     

水平滑块式三杆并联机器人动力学建模与分析

用拉格朗日方法对创新的3PTT型水平滑块式三杆并联机器人机构进行了动力学建模,为该机器人的控制提供了基础·还利用动力学模型对该机器人的可操作性和动力学特性进行了分析,分析结果证明,该机器人在工作空间内部,其加速特性和动态特性良好,而在工作空间边缘,加速特性和动态特性变差·滑块驱动力随平台重量增加而增加,加速时间应适当,且磨削力对滑块驱动力也有影响·该新型并联机器人动力学性能良好,具有很好应用价值·     

足球机器人底层运动控制研究

足球机器人底层运动控制在足球机器人比赛中起着至关重要的作用 .首先通过一系列试验 ,利用函数拟合的方法构造足球机器人的基本运动模型 ,然后在此基础上对足球机器人底层运动控制进行了较深入的分析 .试验结果和实际比赛证明该方法有助于改善足球机器人的运动控制 ,并且可以为更高层次的基本动作和整体决策子系统的研究奠定良好的基础 .     

双足机器人的滑模控制

作者利用牛顿 欧拉法建立了12自由度双足机器人的动力学模型,并建立了双足机器人的滑模控制模型·采用比较简单的李亚普诺夫函数对滑模控制的稳定性进行了分析,并利用滑模控制方法对双足机器人的12个关节自由度进行了加速度补偿控制·通过在各关节自由度上加入给定范围的随机误差来代替双足机器人结构参数、转动惯量及摩擦力等因素对各关节自由度运动所造成的误差·仿真实验结果显示双足机器人的各关节自由度的角位移和角速度的误差都比较小,达到了预期的控制效果·仿真实验结果也证实滑模控制方法能够用于12自由度双足机器人的轨迹跟踪控制·     

机器人运动分析自动建模

用计算机代数系统自动生成机器人运动学模型,是机器人运动学建模的新课题。本文将计算机代数系统移植到机器人运动学自动建模研究,开发了适用于计算3～6个自由度的机器人运动学正、反解的计算机代数软件系统。该程序软件采用计算机代数语言REDUCE3·2编写,并在微机上实现。     

三杆并联平动机器人机构动力学

用拉格朗日方法对一种创新的三杆平动并联机器人机构进行了动力学建模,该机器人的动力学正方程为显示表达,计算量小,为该并联机器人的力和扭矩的实时控制策略实施提供了基础·利用动力学模型对该机器人的可操作性和动力学特性进行了分析,引用动态可操作性椭球指标来评价该机器人的动力学特性,并对动力学特性进行了仿真·分析结果证明,该机器人在工作空间内部,特征系数增大,动态可操作性变坏,得出该机器人特征系数小于2时,动态可操作性较好·该新型并联机器人动力学性能良好,具有很好应用价值·     

清华机器人足球队的结构设计与实现

为建立一套新型的机器人系统 ,以满足机器人足球比赛的要求 ,设计并实现了清华机器人足球队。在介绍国际机器人足球比赛 (Robo Cup)环境的基础上 ,按照智能程度由低到高的顺序 ,论述了从动作层到决策层的实现方法。包括机器人的整体结构 ,运用多层前馈神经元网络学习个人技术 ,运用优先级方法设计机器人的顶层决策算法来实现多个机器人的合作与对抗。机器人系统完全满足 Robo Cup比赛的要求 ,并在中国 Robo Cup2 0 0 0锦标赛中取得了好成绩。对国内相关领域的研究以及兄弟院校开发机器人足球队具有重要意义     

机器人足球视觉系统图像畸变的几何校正

对Microsot足球机器人视觉系统中产生图像畸变的原因进行了分析,并在此基础上建立有效的数学模型,应用Broyden拟牛顿法,快速有效地实现了图像畸变的几何校正。     

足球机器人决策系统推理模型

介绍了足球机器人系统的组成及决策系统的六步推理模型和四层决策结构,并用人工智能的状态空间表示方法将比赛场上瞬息万变的态势,通过选择少量的有代表性的离散状态构成状态空间,根据系统完成的任务,为机器人确定有限的动作集合,使积累的知识程序化;通过决策系统的正向推理,使每个机器人选择合适的动作,以命令的形式输出机器人的左右轮速,实现对系统的实时控制·     

基于敌我信息的机器人足球策略设计

机器人足球是一个多智能体系统,决策子系统是机器人足球系统的核心部分.在分析机器人足球决策子系统及角色分配策略的基础上,建立了足球机器人控球能力的表达式,设置了突破敌方防守成功率的评估函数,并设计开发了一种基于敌我信息的机器人足球多智能体协作策略,以更好地掩护我方射手,避障,破坏敌方攻势,增加多智能体的灵活机动性,提高比赛的攻守效率.最后通过仿真比赛证明了该策略的有效性.     

机器人离线编程中的机器人语言界面

本文讨论了机器人离线编程系统HOLPS中的机器人语言人机界面.该机器人语言(HOLPS语言)具有VAL语言的基本功能,允许用户选择多种轨迹规划算法,提供机器人运动学正反解自动生成功能,具有静止编程动态运动功能.HOLPS语言界面采用下拉式菜单和弹出式窗口管理,除以键盘为主进行操作外并配有鼠标器操作,对机器人程序主要以解释方式执行.     

微型机器人足球系统研究

文章对系统中的足球机器人小车子系统、无线通讯子系统等关键技术进行了细致阐述。机器人足球系统作 为一个多学科交叉研究结合点为综合科学技术研究提供了一个优秀的测试平台。     

足球机器人控制系统的设计与实现

足球机器人小车是机器人足球比赛的执行机构,介绍了一种基于DSP的足球机器人控制系统的实现方案。描述了系统组成各个模块的硬件实现,并给出了相应的软件设计方案。实验证明,该系统不仅简化了系统的外围设备,降低了系统的损耗,而且提高了机器人的稳定性和实时性,获得了更好的控制效果。     

智能体机器人足球比赛模拟系统

【目的】实体机器人足球比赛系统成本高、技术难度大,而智能体(Agent)机器人模拟足球比赛系统可以为实体机器人足球比赛系统的设计提供参考。【方法】根据实体机器人的特点,用智能体模拟实体机器人,将机器人足球比赛的控制算法建立在智能体上,对智能体设置运动速度、射门速度、能量、避碰等能力及意图,再利用网络技术,建立一个多种影响参数的足球机器人比赛模拟系统。【结果】该系统能有效按研究者设定的参数(条件)进行比赛,比赛结果与实际基本相符。【结论】智能体足球机器人比赛模拟系统不仅可以作为实体机器人足球比赛的模拟平台,还可以作为实体机器人足球比赛策略和相关参数的研究平台。     

变拓扑六重四面体机器人步态规划与仿真

变拓扑多面体机器人是一个多闭链多耦合的连杆机构,现有的变拓扑多面体机器人的步态规划仅仅是根据几何关系来计算,没有考虑运动方向改变和实时计算连杆变化量的复杂性。针对上述问题,提出将变拓扑六重四面体机器人的步态规划与中枢模式发生器(central patten generator,CPG)相结合,其运动方向由有限状态机确定,即确定连杆运动的次序;而CPG网络产生的信号直接驱动变拓扑六重四面体机器人的连杆运动。利用ADAMS进行仿真,实验结果表明利用算法变拓扑六重四面体机器人能根据CPG输出的信号实现翻滚运动。     

仿人智能算法在足球机器人路径规划中的应用

足球机器人比赛是一个动态时变非线性的环境,各运动对象难以建立精确的数学模型,仿人智能算法以人的思维方式、行为和直觉推理为基础,在足球机器人路径规划过程中避开了求解繁琐的对象模型时遇到的问题,显示出了其独特的优势。文中讲述了仿人智能算法在足球机器人路径规划中的应用方法,并通过实例仿真表明了算法的可行性和有效性。