基于動(dòng)覺智能圖式足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制.pdf

1、機(jī)器人足球是一個(gè)新興的交叉學(xué)科,涉及機(jī)器人學(xué)、智能控制和人工生命等多個(gè)領(lǐng)域。機(jī)器人足球系統(tǒng)本身是一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作自治系統(tǒng),它為理論研究和模型測(cè)試提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本文基于動(dòng)覺智能圖式的仿人智能控制理論,采用了兩種機(jī)器人足球系統(tǒng)(RoboCup中型足球機(jī)器人系統(tǒng)和FIRAMiroSot小型足球機(jī)器人系統(tǒng))對(duì)兩輪輪式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行研究。針對(duì)足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),主要進(jìn)行了如下研究工作:①應(yīng)用基于動(dòng)覺智能圖式的仿人智能

2、控制理論(SMIS-HSIC理論),從建立感知-關(guān)聯(lián)-運(yùn)動(dòng)圖式的角度,完成了足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)分層遞階的總體設(shè)計(jì)。②基于感知圖式的理念,建立了足球機(jī)器人的全景、前向視覺系統(tǒng)和里程計(jì)系統(tǒng)的定性定量模型;特別針對(duì)單目視覺定位,提出了一種完整的坐標(biāo)變換模型和一種新型的基于進(jìn)化計(jì)算的模型參數(shù)辯識(shí)方法,解決了機(jī)器人感知系統(tǒng)模型的精確辨識(shí)問(wèn)題。③采用機(jī)理建模和仿人智能控制的“類等效”模型簡(jiǎn)化,建立了足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)的一種新型非線性狀態(tài)空間

3、模型,并以該模型為基礎(chǔ)建立了用于機(jī)器人基本運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)的仿真研究平臺(tái)。④提出了基于運(yùn)動(dòng)約束和幾何約束的移動(dòng)機(jī)器人基本運(yùn)動(dòng)構(gòu)成方法,并對(duì)具有非完整性約束的兩輪輪式機(jī)器人設(shè)計(jì)了一組基本運(yùn)動(dòng)控制的運(yùn)動(dòng)圖式;特別對(duì)其中的點(diǎn)鎮(zhèn)定控制提出了基于分段比例和基于輪速增量的SMIS-HSIC控制算法。⑤從關(guān)聯(lián)的基本形式出發(fā),提出了多種具體關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了足球機(jī)器人包括感知圖式和運(yùn)動(dòng)圖式間的各類關(guān)聯(lián),完成了對(duì)基本運(yùn)動(dòng)控制的選擇和時(shí)空規(guī)劃,解決了單個(gè)足球機(jī)器