全自主足球机器人体系结构的研究_yabo手机版登陆

从1996年开始的机器人世界杯足球赛引发了足球机器人研究的热潮。美国的CMU大学、德国汉堡大学以及日本、韩国、荷兰等国家都投放人力物力研制这种机器人。

为了需要战胜输掉，必须进一步提高足球机器人的智能性和适应性。这些性能主要用在足球机器人在场上跳跃的同时必须随时随地判断自身与周围环境的方位关系，以便自由选择路径或作出准确决策。足球机器人作为人工智能与机器人学科试验研究的载体和小型高科技对付的平台，已受到国内外学者的广泛注目。

　　举行机器人世界杯足球赛的目的是为了增进分布式人工智能研究的发展。通过获取一个标准任务，使研究人员需要利用各种技术取得更佳的解决方案，从而有效地增进各领域的发展。

研究中牵涉到的领域有：智能机器人系统、多智能体系统、动态模式识别与不道德系统、智能体结构设计、动态规划和推理小说、基于网络的三维图形交互、传感器技术等。　　在研制足球机器人之前，必需对人踢足球活动展开严肃的剖析。

人的五官、头脑和四肢是一个有机的整体，踢球活动是人体各部位的综合活动。要让机器来构建这样的活动，必需对这些融为一体的活动展开分解成。就单人踢球而言，首先要趁此球和球门，想好了怎么右脚，然后用力已完成适当的动作。如果是多人踢球，则不应交流信息，以构建因应［2］。

因此，根据足球机器人实际比赛的市场需求，本文明确提出了一个仅有自律足球机器人的体系结构。以各种传感器仿真人的五官，以嵌入式计算机仿真人的头脑，以双轮和踢球器仿真人的四肢，以无限网络通信仿真多人踢球，用信息沟通构建因应，再行再加控制软件就可以构建踢球所需的各种功能。

　　1硬件体系结构　　仅有自律足球机器人的硬件体系结构由六部分构成，即嵌入式计算机、视觉系统、超声波定位避障系统、无线通信系统、运动系统和电源系统。机器人的核心是嵌入式计算机，负责管理视觉信息处理、机器人定位与导航系统以及不道德决策，相等于机器人的大脑。

而视觉系统则相等于机器人的眼睛，负责管理动态地获取环境信息，使决策模块需要针对赛场上的动态环境很快作出反应。超声波定位避障系统可以让机器人避免前方的障碍物，并能算出距前方障碍物或边墙的距离。运动系统负责管理驱动机器人本体移动、摄像机的转动和踢球装置的运转。无线通信系统是多机器人合作及软件系统研发的基础。

电源系统使用直流充电电池，为以上所有部件获取电能。机器人车体使用铝合金材料，很大地减低了机器人的重量。足球机器人的硬件体系结构如图1右图。　　　　1.1主控计算机　　RoboSot比赛规定参赛机器人尺寸要大于20cm20cm40cm（长方形低），因此是机器人的体积设计中要考虑到的主要因素之一。

普通的PC计算机和笔记本电脑的尺寸无法符合FIRARoboSot比赛用机器人的必须。而单片机应用于系统虽然体积小，但其处置能力又无法符合动态图像处理和不道德决策的拒绝。因而本系统自由选择了研华公司生产的PCM9370F嵌入式计算机作为机器人的核心计算出来处置功能模块。

该计算机具备以下特点：　　（1）体积小、节省空间。PCM9370F主板把CPU、内存、显示卡等各种功能构建在一块体积只有145mm102mm板卡上，使用层叠式的PC104+总线展开功能拓展。这种结构节省空间，可以符合FIRARoboSot规则对全自律足球机器人尺寸的严苛容许。

　　（2）高可靠性和低计算能力。PCM9370F是合乎工业级标准的工控计算机，具备十分低的可靠性。实验指出，在机器人之间频密再次发生撞击的比赛过程中该主板仍能平稳地工作。

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