智能足球機(jī)器人系統(tǒng)

出版時(shí)間:2009-10  出版社:清華大學(xué)出版社  作者:陳萬(wàn)米 等編著  頁(yè)數(shù):445  

前言

智能足球機(jī)器人系統(tǒng)誕生于20世紀(jì)末,是高科技與體育運(yùn)動(dòng)結(jié)合的產(chǎn)物,其目標(biāo)是到2050年前后,在“可比”的條件下,一支智能足球機(jī)器人比賽隊(duì)伍要能戰(zhàn)勝當(dāng)時(shí)的人類世界足球冠軍隊(duì)。這是從事智能足球機(jī)器人事業(yè)的科技工作者所面臨的十分艱巨的挑戰(zhàn)。智能足球機(jī)器人涉及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、傳感與感知融合、無(wú)線通信、精密機(jī)械和仿生材料等眾多學(xué)科的前沿研究與技術(shù)融合,包括動(dòng)態(tài)不確定環(huán)境中的多主體合作、實(shí)時(shí)推理一規(guī)劃一決策、機(jī)器學(xué)習(xí)和策略獲取等當(dāng)前人工智能的熱點(diǎn)問(wèn)題。智能足球機(jī)器人系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)是培養(yǎng)信息一自動(dòng)化科技人才的重要手段,也是展示高科技發(fā)展的生動(dòng)窗口和促進(jìn)科技成果實(shí)用化的一個(gè)途徑。自1997年以來(lái),RoboCup機(jī)器人世界杯每年舉辦一屆,舉辦地優(yōu)先考慮足球世界杯、奧運(yùn)會(huì)、歐洲杯或人工智能國(guó)際年會(huì)的舉辦國(guó)。至今已舉辦了十二屆,產(chǎn)生了很大的國(guó)際影響力。2000年,中國(guó)科技大學(xué)藍(lán)鷹隊(duì)參加了在澳大利亞墨爾本舉行的機(jī)器人世界杯,是我國(guó)高校最早參加世界大賽的隊(duì)伍。2001年,清華大學(xué)風(fēng)神隊(duì)首次參加在美國(guó)西雅圖舉行的機(jī)器人世界杯,并獲得仿真組冠軍,極大地鼓舞了我國(guó)廣大高校的參與熱情,包括浙江大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、上海大學(xué)等均在2001年組隊(duì)參加了在云南昆明舉辦的中國(guó)機(jī)器人大賽。之后,我國(guó)每年舉行一屆機(jī)器人大賽,2006年及以后并同時(shí)舉辦中國(guó)公開(kāi)賽,接納國(guó)外隊(duì)伍的參賽。2008年7月,中國(guó)蘇州成功舉辦了第12屆RoboCup機(jī)器人世界杯,更加擴(kuò)大了這項(xiàng)活動(dòng)在我國(guó)的影響力。2008年12月,在廣東中山成功舉行了中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoboCup中國(guó)公開(kāi)賽,中國(guó)中央電視臺(tái)進(jìn)行了為期3天的直播,進(jìn)一步擴(kuò)大了它的影響。

內(nèi)容概要

本書(shū)是國(guó)內(nèi)第一本全面介紹智能足球機(jī)器人相關(guān)技術(shù)及制作的教材,全面總結(jié)了作者多年來(lái)對(duì)智能足球機(jī)器人的研究、制作和指導(dǎo)參賽的經(jīng)驗(yàn),反映了本領(lǐng)域目前的最新研究成果。全書(shū)由三部分共15章組成,分別講解了智能小型足球機(jī)器系統(tǒng)、智能自主足球機(jī)器人系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù),并詳細(xì)介紹了智能足球機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)建的DIY制作技術(shù)。本書(shū)配套光盤中提供了豐富的相關(guān)文獻(xiàn)、資料和軟件。本書(shū)適合作為高校參加智能足球機(jī)器人競(jìng)賽的培訓(xùn)用書(shū)和相應(yīng)課程的教材及參考書(shū),對(duì)于關(guān)注和喜愛(ài)智能足球機(jī)器人技術(shù)和相關(guān)國(guó)際競(jìng)賽的愛(ài)好者,本書(shū)也是一本非常好的重要資料。

書(shū)籍目錄

第1章  緒論  1.1 機(jī)器人的由來(lái)  1.2 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)    1.2.1 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展    1.2.2 歷屆機(jī)器人世界杯賽情況    1.2.3 機(jī)器人世界杯組織機(jī)構(gòu)    1.2.4 智能足球機(jī)器人在中國(guó)的發(fā)展    1.2.5 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)的比賽種類    1.2.6 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)的意義    1.2.7 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)    1.2.8 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用  1.3 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)的組成    1.3.1 視覺(jué)子系統(tǒng)    1.3.2 決策子系統(tǒng)    1.3.3 機(jī)器人本體子系統(tǒng)    1.3.4 通信子系統(tǒng)  1.4 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)  1.5 本教材的安排  思考題第一部分  智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng) 第2章 智能小型足球機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)   2.1 機(jī)械子系統(tǒng)     2.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體要求     2.1.2 四輪結(jié)構(gòu)的行走結(jié)構(gòu)     2.1.3 擊球、控球及挑球結(jié)構(gòu)     2.1.4 小型足球機(jī)器人各結(jié)構(gòu)比較     2.1.5 小型足球機(jī)器人結(jié)構(gòu)安排   2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立   2.3 控制子系統(tǒng)     2.3.1 運(yùn)動(dòng)控制流程     2.3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)及速度檢測(cè)     2.3.3 擊球子系統(tǒng)     2.3.4 本體傳感器紅外測(cè)球電路   2.4 底層運(yùn)動(dòng)控制     2.4.1 底層控制器算法     2.4.2 采樣周期的選擇     2.4.3 運(yùn)動(dòng)控制器程序   2.5 基本運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃     2.5.1 行為控制算法     2.5.2 動(dòng)態(tài)目標(biāo)攔截     2.5.3 擊球角度    2.6 板載軟件     2.6.1 基本思想     2.6.2 機(jī)器人軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    思考題 第3章  智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)的通信與電源子系統(tǒng)    3.1  圖像處理計(jì)算機(jī)與決策計(jì)算機(jī)之間的通信(Sockets)    3.2 裁判盒及其RS-232通信     3.2.1  比賽裁判盒     3.2.2 串口通信    3.3 無(wú)線通信系統(tǒng)的組成     3.3.1 無(wú)線通信系統(tǒng)的類型     3.3.2 信號(hào)、頻譜與調(diào)制     3.3.3  智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)的無(wú)線通信電路    3.4 板載DSP芯片間的通信    3.5 無(wú)線局域網(wǎng)    3.6 智能小型足球機(jī)器人的電源子系統(tǒng)     3.6.1 機(jī)器人常用電池     3.6.2 干電池     3.6.3 鉛酸蓄電池     3.6.4 鋰離子/鋰聚合物動(dòng)力電池     3.6.5 鎳鎘/鎳氫電池     3.6.6 電池充電方法    思考題 第4章 智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)時(shí)圖像處理 第5章 智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)的路徑規(guī)劃 第6章 智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)的綜合決策與機(jī)器學(xué)習(xí) 第7章 智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)的仿真研究平臺(tái)第二部分 智能自主足球機(jī)器人系統(tǒng)  第8章 智能自主足球機(jī)器人系統(tǒng)簡(jiǎn)介 第9章 智能中型足球機(jī)器人的硬體結(jié)構(gòu) 第10章 智能中型足球機(jī)器人系統(tǒng)的軟體結(jié)構(gòu) 第11章 智能類人足球機(jī)器人仿真平臺(tái)第三部分 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建 第12章 智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建 第13章 智能中型足球機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建 第14章 智能類人足球機(jī)器人仿真平臺(tái)的構(gòu)建 第15章 智能足球機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用展望附錄推薦相關(guān)網(wǎng)站參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖:第一部分智能小型足球機(jī)器人系統(tǒng)第2章智能小型足球機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)2.3板載軟件2.6.1基本思想為了使微機(jī)控制系統(tǒng)的各種硬件設(shè)備能夠正常運(yùn)行,有效地實(shí)現(xiàn)足球機(jī)器人各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)控制和管理,除了要設(shè)計(jì)合理的硬件電路,還必須要有高質(zhì)量的軟件支持。這好比一臺(tái)好的計(jì)算機(jī)需要好的操作系統(tǒng)來(lái)支持一樣。因此,用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的實(shí)時(shí)通信及控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序,在整個(gè)足球機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有非常重要的地位。足球智能小型足球機(jī)器人的各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)最終是靠應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)硬件電路來(lái)完成的。應(yīng)用程序設(shè)計(jì)得好壞,將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和效率。因此,在應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)之前,首先應(yīng)了解應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的基本要求。主要要求有以下三點(diǎn)。(1)實(shí)時(shí)性:電機(jī)控制都是快速地實(shí)時(shí)控制,所以它的軟件必須是實(shí)時(shí)性控制軟件。所謂“實(shí)時(shí)性”是指微機(jī)必須在一定的時(shí)間限制內(nèi)完成一系列的軟件處理過(guò)程,例如對(duì)電機(jī)的被控參數(shù)(如轉(zhuǎn)速、電流、電壓等)的反饋信號(hào)進(jìn)行采樣、計(jì)算和邏輯判斷,按規(guī)定的控制算法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,輸出控制信號(hào),以及對(duì)突然出現(xiàn)的故障報(bào)警和處理,等等。(2)可靠性:軟件的可靠性是指軟件在運(yùn)行過(guò)程中避免發(fā)生故障的能力,以及一旦發(fā)生故障后的解脫和排除故障的能力。因此,為了提高軟件的可靠性,軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)各種可能引起軟件運(yùn)行故障的意外情況加以考慮,并事先設(shè)定這些意外情況出現(xiàn)時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。(3)易修改性:一個(gè)好的完整的軟件,都不是一次設(shè)計(jì)和調(diào)試完成的。常常是邊設(shè)計(jì)邊調(diào)試,經(jīng)過(guò)逐次修改和不斷完善,最終才滿足所要求的功能和特性。因此軟件在一開(kāi)始總體設(shè)計(jì)時(shí),必須要有良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以有利于提高軟件在反復(fù)調(diào)試、修改和補(bǔ)充過(guò)程中的效率,且保證最終完成的軟件仍具有簡(jiǎn)潔明了的結(jié)構(gòu)。

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用戶評(píng)論 (總計(jì)2條)

 
 

  •   書(shū)很好。包裝不錯(cuò)。內(nèi)容新穎。
  •   還行,適用于ROCUP的比賽
 

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