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全自主足球機(jī)器人系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)工程碩士學(xué)位論文
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  • 更新時(shí)間:2012-07-07
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  • 全自主足球機(jī)器人系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)工程碩士學(xué)位論文填 報(bào) 說 明


    一、開題報(bào)告中必須采用計(jì)算機(jī)輸入和打印。
    二、開題報(bào)告為A4大小,于左側(cè)裝訂成冊(cè)。
    三、開題報(bào)告要求摘要
    開題報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)包括:
    1、課題的研究意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀;
    2、與本課題有關(guān)的工作積累和已有的研究工作成績;
    3、指出課題難點(diǎn)和擬解決的關(guān)鍵問題;擬采取的研究方法、技術(shù)線路、試驗(yàn)方案及其可行性。
    4、計(jì)劃進(jìn)度和預(yù)期成果;
    四、開題報(bào)告一式二份研究生、學(xué)院各存檔一份。





    一、立論依據(jù)
    課題來源、選題依據(jù)和背景情況、課題研究目的或工程應(yīng)用價(jià)值
    足球機(jī)器人作為人工智能與機(jī)器人學(xué)科實(shí)驗(yàn)研究的載體和小型高科技對(duì)抗的平臺(tái),是介于結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化的動(dòng)態(tài)未知環(huán)境的多智能體實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。目前的移動(dòng)機(jī)器人按照視覺系統(tǒng)和決策方式不同,可分為全局視覺的半自主型足球機(jī)器人和基于自主視覺的全自主型足球機(jī)器人自主兩類。在機(jī)器人足球比賽中路徑規(guī)則是決策系統(tǒng)的核心。分為位置規(guī)則和路徑選擇兩大部分:其中位置規(guī)劃用來確定起始點(diǎn)和終止點(diǎn)。路徑選擇則在起始點(diǎn)和終止點(diǎn)之間確定最優(yōu)路徑。
    足球機(jī)器人在進(jìn)行工作時(shí),往往要求根據(jù)某一準(zhǔn)則,在工作空間沿一條最優(yōu)(或近似最優(yōu))的線路行走,人們提出了路徑規(guī)劃的可勢(shì)圖法,人工試場(chǎng)法等。但是,可勢(shì)圖法的搜索路徑復(fù)雜,效率不高;而人工試場(chǎng)法有可能產(chǎn)生極小路徑點(diǎn),使得機(jī)器人停滯不前,無法從全局上把握路徑的質(zhì)量。
    螞蟻算法(ant algorithm)近幾年問世并逐漸引起重視的一種新的仿生算法,已陸續(xù)應(yīng)用于一些不同的學(xué)科領(lǐng)域 。作為通用型隨機(jī)優(yōu)法方法,它吸收了昆蟲王國中螞蟻的行為特征,有時(shí)也稱為螞蟻系統(tǒng)(Ant system)。生物世界中的螞蟻在搜索食物時(shí),能在其走過的路徑上釋放一種信息激素(Pheromone),使得一定范圍內(nèi)的其它螞蟻能夠感覺到并影響其行為。當(dāng)某路徑上通過的螞蟻越多,留下的信息素軌跡(Trail)也越多,以致信息素強(qiáng)度增大,后來的螞蟻選擇該路徑的概率也越高。這種選擇過程被稱為螞蟻的自催化行為(Auto catalytic Behavior)。
    特別地,當(dāng)螞蟻巢穴與食物源之間出現(xiàn)障礙物時(shí),螞蟻不僅可以繞過障礙物,而且通過蟻群信息素軌跡在不同路徑上的變化,經(jīng)過一段時(shí)間的正反饋,最終收斂到最短路徑。本文探討利用螞蟻算法解決機(jī)器人路徑規(guī)劃問題。
    自主式足球機(jī)器人研究成果將廣泛應(yīng)用于群體作業(yè)的場(chǎng)合,如機(jī)器人生產(chǎn)線,柔性加工工廠,海洋勘探,星球探索,核電站,消防,無人作戰(zhàn)飛機(jī)群,無人作戰(zhàn)坦克群等。
    該系統(tǒng)應(yīng)用到工業(yè),農(nóng)業(yè),服務(wù)業(yè)和國防中,都會(huì)產(chǎn)生巨大的效益。在工業(yè)應(yīng)用中,移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的柔性會(huì)極大地加快企業(yè)的轉(zhuǎn)產(chǎn)速度,實(shí)現(xiàn)柔性加工;在服務(wù)業(yè)和農(nóng)業(yè)中,它能夠代替人完成某些除非性勞動(dòng)或高負(fù)荷的作業(yè),增加人們的休閑時(shí)間,提高生活質(zhì)量;在國防中,它可以實(shí)現(xiàn)由無人飛機(jī)或無人坦克代替軍隊(duì)進(jìn)行作戰(zhàn),最大限度地減少人員的傷亡。另外系統(tǒng)中的控制策略還可以應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)調(diào)度和交通管理等相關(guān)的領(lǐng)域。






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