足球机器人设计【开题报告】.doc

1、毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 足球机器人设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 人类的一切技术活动都围绕着一个目的而展开：将人类从现有的事务中解脱出来，去开辟新的领域。 1 当人类将足迹逐步迈向地球之外时，人类一个久远的梦想也在逐渐变为现实：用人类制造的一个新的“人 类” 机器人来代替人类所有的活动。尽管实现这个梦想令许多人感到担心，但人类依然在将这个梦想一步步推向现实。21992 年加拿大不列颠哥伦比亚大学的艾伦马克沃斯（ Alan Mackworth）教授在论文 On Seeing Robots中首次提出了进行足球机器人比赛的设想，日本学者迅速对这一想法进行了

2、系统的调研和可行性分析，并命名为机器人世界杯赛（ Robot World Cup Soccer Games，简称 RoboCup）。同时提出其奋斗目标：到 2050 年，一个由自主的机器人组成的足球队，按照国际足联的规则将当时的世界杯冠军队进行足球比赛，并且赢得胜利。 1996 年 11 月 4 日到 8 日，在 大阪的国际智能机器人与系统会议 (IROS-96) 上举行了Pre-RoboCup-96。有 8 支球队参加了仿真组比赛，并展示了参加中型组比赛的真正的机器人。虽然规模不大，但这是第一次将足球赛用于促进研究与教育的比赛。 11997 年，第一次正式的 RoboCup 比赛和会议获得了

3、巨大的成功。比赛仅设了机器人组和仿真组两个组别，来自美国、欧洲、澳大利亚、日本等 40 多支球队参加， 5000 多名观众观看了比赛。从此， RoboCup 作为机器 人学和人工智能研究领域的最重要的活动之一蓬勃发展起来。1RoboCup 足球机器人赛最重要的目的是检验信息自动化前沿研究，特别是多主体系统研究的最新成果，交流新思想和新进展，从而更好的推动基础研究和应用基础研究及其成果转化。通过竞赛， 各种不同的新思想、新原理和新技术可以得到客观的评价。因而 RoboCup 智能足球机器人世界杯赛 和学术大会受到了世界各国，特别是美、日、德等发达国家的高度重视。我国在这方面起步较晚，因此 更需要

4、奋起直追。 中国高校组建的第一支足球机器人对是东北大写的牛牛队，该队于 1997 年组建， 1999 年首次代表中国参加在巴西举行的 FIRA 系列的国际大赛。组建中国第一支 RoboCup 足球机器人的是中国科技大学的仿真 2D 蓝鹰队， 2000 年该队参加了澳大利亚墨尔本举办的 RoboCup 足球机器人世界杯赛，是首支代表中国参赛的 RoboCup 足球机器人队。 2001 年 6 月 26 日中国自动化学会机器人竞赛工作委员会成立大会在清华大学召开，该委员会将负责统一协调、组织全国的机器人竞赛活动， 863 计划还提供了专项基金 予以资助，标志着我国机器人竞赛事业进入了一个崭新阶段。

5、我国计算机、自动化和机器人领域的多位著名专家参加了大会兵发表了讲话，包括戴汝为院士、张启先院士等。该委员会为中国科学技术协会和中国自动化学会的组成 部分，其宗旨是通过机器人比赛让更多的人尤其是青少年朋友了解机器人、喜爱机器人，普及现代科学知识，为我国的机器人事业培养更多的优秀人才，推动自动化与机器人技术的发展和创新，为我国的快速持续发展贡献力量。1经过 15 年的发展，目前 RoboCup 机器人世界杯的比赛种类有一下几类： 1、 计算机仿真比赛； 2、 小型足球机器人比赛； 3、 中型足球机器人比赛； 4、 标准平台组机器人比赛； 5、 类人型足球机器人比赛； 6、 家庭机器人比赛。 虽然分

6、为以上六种，但他们的技术既有相关性，又有独特性，只不过每个比赛项目各有其侧重点。所有项目的技术综合，将类人的智能足球机器人系统。鉴于目前研究的技术、水平的不平衡性，把综合技术分到不同的组别分别加以研究，因此产生了多种组别。 虽然足球机器人比赛仅仅开展了 14 个春秋，但是他吸引了越来越多的人的关注。因为他是以喜 闻乐见的方式走进了我 们的视野，虽然体积小，但他的意义重大。他是综合了计算机技术，自动化技术，机电一体化技术，人工智能技术，模式识别技术的一门综合技术。 足球机器人的核心技术是人工智能技术，他的目的是使机器人具有人的智慧。他能使机器像人一样具有感知环境，向环境学习的能力。我们还能想起计

7、算机“深蓝”战胜世界象棋冠军吗？这就是人工智能的成就。随着科技的发展，我们可以预见，不久的将来一支完全自治的足球机器人战胜人类世界冠军的场景。1尽管机器人技术已经逐 步开始渗透到我们生活的各个层面，但是机器人技术的研究及其应用的研究还处于蓬勃发展的预备期。我在大学期间选修了机械设计制造及其自动化，并完成了机电一体化的学习，足球机器人的设计不但是一种挑战，还可以检验我的大学学习成果，所以我选择了足球机器人的设计，我相信这此设计会深深烙进我的脑海，成为我大学期间最美的记忆。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 本次设计主要是对足球机器人的设计。通过设计能够进一步掌握机电一体化方面的专业知识，熟

8、悉足球机器人当前的发展状况和发展前景，并把所学的专业知识应用到设计当中。 初步 拟定通过以下几个方面完成本次毕业设计： 1、查阅相关资料，熟悉课题相关内容，确定技术方案； 2、动作运动学分析及传动系统原理研究； 3、主要零、部件结构选择与设计； 4、整理资料，并撰写论文。 三、研究步骤、方法及措施： 步骤： 1、接受任务，查阅相关资料，熟悉设计任务； 2、做开题报告；文献综述和外文翻译； 3、结合所学知识动手做毕业设计初稿； 4、整理毕业设计论 文并答辩。 四、参考文献 1 陈万米，张冰，朱明等，智能足球机器人系统 M，北京：清华大学出版社， 2009. 2 王立权等，机器人创新设计与制作 M

9、，北京：清华大学出版社， 2007. 3 李团结， 机器人技术 M，北京： 电子工业出版社， 2009. 4 （印度）萨哈（ Saha， S K)，机器人导论（英文版） Introduction to RoboticsM，北京：机械工业出版社， 2009. 5 肖 南峰，智能机器人 M，广州：华南理工大学出版社， 2008. 6 张国良，敬斌，刘延飞，熊磊，自主移动机器人设计与制作 M，西安：西安交通大学出版社，2008. 7 蔡自兴，贺汉根，陈虹，未知环境中移动机器人导航控制理论与方法 M，北京：科学出版社，2009. 8日 近藤 直， 日 门田充司， 日 野口伸共著，乔军，陈兵旗译，农业机

10、器人 I 基础与理论 M，北京：中国农业大学出版社， 2009. 9 秦志强，彭建盛 ，谭立新， AVR 单片机与小型机器人制作 M，北京：电子工业出版社， 2009. 10 陈波，杨宜民，关于足球机器人避障控制的研究 J，机器人， 2004 26（ 2） :111114. 11 楚要钦，李孝安，蒲勇 ， 多智能体足球机器人系统的协作控制 J，哈尔滨工业大学学报， 2004 36（ 7） :911913. 12王文学，赵姝颖，孙萍，徐心和 ， 多智能足球机器人系统的关键技术 J， 东北大学学报（ 自然科学版） ， 2001 22（ 2） :192195. 13 张苓 ， 足球机器人功能系统实验

11、平台的 构建 J， 实验室研究与探索 ， 2009 28（ 3） :3538. 14 王志文，郭戈 ， 移动机器人导航技术现状与展望 J，机器人， 2003 25（ 5） :470474. 15 贾建强， 陈卫东， 席裕庚 ， 全自主足球机器人系统关键技术综述 J，上海交通大学学报，2003 37(z1):4549. 16 Shin D M， Behavior selection strategy for soccer robotsJ， Journal of Harbin Institute of Technology (New Series)， 2001 8(3):272275. 17 初旭新，韩光胜 ， 基于足球机器人决策系统的协作模型 J， 系统仿真技术 ， 2005 1（ 3） :164167. 18 张学习，杨宜民，刘润丹，刘汝宁 ， 全自主足球机器人混合视觉系统的设计与实现 J， 机器人 ， 2010 32（ 3） :375383. 19 中国自动化学会机器人竞赛工作委员会网站， http:/www.rcccaa.org/. 20 RoboCup 官方网站， http:/www.robocup.org/.