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微型足球机器人路径规划研究


Research on Path-Planning for Micro
Soccer Robot

（申请硕士学位）




学科专业：机械电子工程
研 究 生：何 利
指导教师：赵 臣 副教授


天津大学机械学院
二零零五年十二月
独创性声明

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研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表
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签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日
中文摘要
足球机器人是一个交叉学科，涉及机器人学、人工智能以及人工生命、智能
控制等多个领域。足球机器人系统本身既是一个典型的多智能体系统，又是一个
多机器人协作的自治系统，同时又为它们的理论研究和模型测试提供了一个标准
平台。
在机器人足球中，机器人的动作和行为的有效性完全基于对未来行走路径的
准确预测和有效规划以及机器人与足球碰撞时位姿的正确调整。路径规划的目的
主要是为了在充满对抗的赛场上规划出一条满足某项评价指标的无碰路径，作为
足球机器人基本动作实现的基础，它的优劣将直接影响动作的实时性和准确性，
因此，每个足球机器人研究人员都把它作为一个研究重点。
本文以 MiroSot 机器人为研究对象，通过理论与实践相结合，对足球机器人
的路径规划进行了深入研究。本文的主要研究内容有以下几个方面：
1．在综合分析机器人足球研究现状和发展趋势基础上，确定了本论文研究
方向和内容。
2．在分析了足球机器人运动规划特点的基础上，建立了足球机器人系统的
运动学模型和动力学模型。
3．对现有的足球机器人路径规划方法进行了分析与比较，提出了一种新的
基于几何学的路径规划法，对该方法的算法进行了详细的介绍，分析了
此方法的优点和有待改进之处。
4．在基于几何学的路径规划方法的基础上，设计了一种新的射门动作。
5．分析了机器人足球比赛中防守与进攻的转换关系，在此基础上，阐述了
防守运动规划的要点，并对守门员和一般防守队员的运动进行了规划，
介绍了几种典型的防守动作。

关键词：足球机器人，路径规划，几何法，进攻，防守
ABSTRACT
Soccer robot is a new