全自主足球机器人系统研究与设计工程硕士学位论文
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- 全自主足球机器人系统研究与设计工程硕士学位论文填 报 说 明
一、开题报告中必须采用计算机输入和打印。
二、开题报告为A4大小，于左侧装订成册。
三、开题报告要求摘要
开题报告的内容应包括：
1、课题的研究意义、国内外现状；
2、与本课题有关的工作积累和已有的研究工作成绩；
3、指出课题难点和拟解决的关键问题；拟采取的研究方法、技术线路、试验方案及其可行性。
4、计划进度和预期成果；
四、开题报告一式二份研究生、学院各存档一份。
一、立论依据
课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的或工程应用价值
足球机器人作为人工智能与机器人学科实验研究的载体和小型高科技对抗的平台，是介于结构化与非结构化的动态未知环境的多智能体实时控制系统。目前的移动机器人按照视觉系统和决策方式不同，可分为全局视觉的半自主型足球机器人和基于自主视觉的全自主型足球机器人自主两类。在机器人足球比赛中路径规则是决策系统的核心。分为位置规则和路径选择两大部分：其中位置规划用来确定起始点和终止点。路径选择则在起始点和终止点之间确定最优路径。
足球机器人在进行工作时，往往要求根据某一准则，在工作空间沿一条最优（或近似最优）的线路行走，人们提出了路径规划的可势图法，人工试场法等。但是，可势图法的搜索路径复杂，效率不高；而人工试场法有可能产生极小路径点，使得机器人停滞不前，无法从全局上把握路径的质量。
蚂蚁算法(ant algorithm)近几年问世并逐渐引起重视的一种新的仿生算法，已陆续应用于一些不同的学科领域 。作为通用型随机优法方法，它吸收了昆虫王国中蚂蚁的行为特征，有时也称为蚂蚁系统（Ant system）。生物世界中的蚂蚁在搜索食物时，能在其走过的路径上释放一种信息激素（Pheromone），使得一定范围内的其它蚂蚁能够感觉到并影响其行为。当某路径上通过的蚂蚁越多，留下的信息素轨迹（Trail）也越多，以致信息素强度增大，后来的蚂蚁选择该路径的概率也越高。这种选择过程被称为蚂蚁的自催化行为（Auto catalytic Behavior）。
特别地，当蚂蚁巢穴与食物源之间出现障碍物时，蚂蚁不仅可以绕过障碍物，而且通过蚁群信息素轨迹在不同路径上的变化，经过一段时间的正反馈，最终收敛到最短路径。本文探讨利用蚂蚁算法解决机器人路径规划问题。
自主式足球机器人研究成果将广泛应用于群体作业的场合，如机器人生产线，柔性加工工厂，海洋勘探，星球探索，核电站，消防，无人作战飞机群，无人作战坦克群等。
该系统应用到工业，农业，服务业和国防中，都会产生巨大的效益。在工业应用中，移动机器人系统的柔性会极大地加快企业的转产速度，实现柔性加工；在服务业和农业中，它能够代替人完成某些除非性劳动或高负荷的作业，增加人们的休闲时间，提高生活质量；在国防中，它可以实现由无人飞机或无人坦克代替军队进行作战，最大限度地减少人员的伤亡。另外系统中的控制策略还可以应用于机场调度和交通管理等相关的领域。
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