| (论文 页数:43 字数:22510 带程序)摘 要:机器人足球在世界范围都是新兴事物、新兴技术、新兴产业，在很多方面仍处于探索、实验阶段。在我国更是方兴未艾，国内只有少数高校、单位进行研究开发，而且研究的方向也比较窄，还有很大的发展前景和发展空间。硬件足球机器人的研制涉及计算机、自动控制、传感与感知融合、无线通讯、精密机械和仿生材料等众多学科的前沿研究与综合集成。 本文结合目前的机器人足球技术发展和设计方案，就个体足球机器人的功能模块及模块结构，软硬件实施方案的流程、原理作了详细的介绍和讨论。根据比赛机器人的要求，设计制作了一个小型车型足球机器人，其结构部件包括小车底盘和电机、运球机构，控制电路板上包括电源、光源探测部分、单片机以及电机驱动部分。该足球机器人的电源用来给IC芯片工作和电机驱动的双重电压。光源探测是利用光敏电阻阻值分压的变化向单片机输入，电压大于某值时，单片机认为是高电平，即表示该路探测器感应到光源，否则为低电平，即表示探测器没有感应到光源，如此即可由两路信号判断光源的方向。电机驱动采用双重H桥集成功放电路芯片，可控制两台电机的正反转，接到单片机的指令信号后，可执行前进、后退、左右转向。 本文制作的足球机器人可根据光源位置进行自动追踪，当两个光敏电阻同时感应到光，两轮都前进；当感应到光源在左边，则左轮反转，右轮正转，小车即向左转；右转也是一样，如此即能实现自动光源追踪。 关键词：足球机器人 传感器 视觉系统 H桥电机控制 目 录 1前言 1 1 .1足球机器人的发展 1 1.1.1 国内机器人足球的发展 1 1.1.2 发展足球机器人的目的 2 1.1.3 机器人足球的意义 3 1.1.3.1 人工智能和机器人学新的标准问题 3 1.1.3.2 连接基础研究与应用技术开发的必要桥梁 4 1.2.3.3 推动信息自动化领域产、学、研结合的重要途径 5 1.1.4 机器人足球的产业化前景 6 1.1.4.1 机器人足球的“职业联赛”势在必行 6 1.1.4.2 相关的产品化方向 6 1.2国际足球机器人赛事 6 1.3 本文研究的目的和内容 7 2设计基础依据 8 2.1 竞赛机器人的创意设计 8 2.2 足球机器人系统的总体架构 9 2.3 机器人使用的传感器 10 3总体方案确定 11 3.1 车身设计 11 3.2 控制电路 14 3.2.1 视觉系统 14 3.2.2 模数转换模块 16 3.2.3 单片机及电机驱动电路 18 3.2.3.1 直流电机的伺服控制 18 3.2.3.2 PWM控制技术 19 3.2.3.3 H型桥式驱动电路 20 3.2.3.4 驱动芯片的选用 21 3.3 运球/踢球机构 23 3.3.1 运球机构 23 3.3.2 踢球机构 24 4单片机程序设计 25 5制作调试 26 6结论 28 7总结 28 致谢 30 参考文献 31 英文摘要 32 附录I机器人足球赛规则 33 附录II程序清单 36 毕业设计成绩评定表 1前言 机器人足球赛是由硬件或仿真机器人进行的足球赛，比赛规则与人类正规的足球赛类似。硬件机器人足球队的研制涉及计算机、自动控制、传感与感知融合、无线通讯、精密机械和仿生材料等众多学科的前沿研究与综合集成。概括地说，机器人足球是以体育竞赛为载体的前沿科研竞争和高科技对抗，是人工智能和机器人学新的标准问题，是连接基础研究与实际应用的中介和桥梁，是培养信息－自动化科技人才的重要手段，同时也是展示高科技进展的生动窗口和促进科技成果实用化和产业化的新途径。 在历史上，机器人足球的最初想法由加拿大不列颠哥伦比亚大学的Alan Mackworth教授于1992年正式提出。日本学者立即对这一想法进行了系统的调研和可行性分析。1993年，Minoru Asada（浅田埝）、Hiroaki Kitano（北野宏明）和Yasuo Kuniyoshi等著名学者创办了RoboCup机器人足球世界杯赛（Robot world cup soccer games，简称RoboCup）。 与此同时，一些研究人员开始将机器人足球作为研究课题。隶属于日本政府的电子技术实验室（ETL）的Itsuki Noda（松原仁）以机器人足球为背景展开多主体系统的研究，日本大坂大学的浅田埝、美国卡内基－梅隆大学的Veloso等也开展了同类工作。1997年，在国际最权威的人工智能系列学术大会--第15届国际人工智能联合大会（The 15th International Joint Conference on Artificial Intelligence，简称IJCAI-97）上，机器人足球被正式列为人工智能的一项挑战。至此，机器人足球成为人工智能和机器人学新的标准问题。 |
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