广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）全自主足球机器人运动控制系统的研制张广才二〇一一年五月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2110615208广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）全自主足球机器人运动控制系统的研制张广才指导教师姓名、职称：杨宜民教授企业导师姓名、职称：无专业或领域名称：控制理论与控制工程学生所属学院：自动化学院论文答辩日期：2011年5月广东工业大学硕士学位论文PAGEXADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceR&DofMotionControlSystemforAutonomousSoccerRobotMasterCandidate:FuGenpingSupervisor:Prof.YangYiminMay2011FacultyofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510090摘要PAGEI摘要全自主机器人足球比赛系统作为典型的多机器人系统，已成为人工智能和机器人领域的研究热点。每个机器人有独立的视觉、无线通讯、决策和运动控制四个子系统，它们通过无线通讯交换信息实现多机器人之间的协作。全自主机器人足球比赛系统的研究不仅涉及机械电子学、机器人学、传感器信息融合、智能控制等技术，还涉及通讯、计算机视觉、计算机图形学、人工智能等多个领域。它通过提供一个标准的、易于评价的比赛平台，促进多机器人系统、分布式人工智能及机器人学等领域的研究与发展。因此，全自主机器人足球比赛系统的研究极具挑战性，具有很高的理论研究价值和实际应用价值。全自主足球机器人要完成比赛任务，需要一个可靠性高、运动性能好的运动控制系统。本文对全自主足球机器人的运动控制系统作了较为深入的研究，研制出了基于dsPIC的全自主足球机器人运动控制系统。主要内容如下：(1)介绍了全自主机器人足球比赛的研究意义和国内外研究现状，介绍了全自主足球机器人运动控制系统的国内外研究现状和发展趋势。介绍了RoboCup中型组比赛系统的组成和工作原理，详细介绍了全自主足球机器人的各个子系统。(2)分析了全自主足球机器人运动控制系统的设计要求，制定了运动控制系统的总体设计方案，详细阐述了运动控制系统硬件部分的设计，并分别介绍了运动控制系统硬件部分各个功能模块的设计过程和工作原理。硬件部分各功能模块包括：控制器模块、电动机驱动模块、电动机编码盘接口模块、串行通信模块、电源模块、电子罗盘和带球机构。还介绍了硬件设计中需要注意的问题。(3)介绍了全自主足球机器人运动控制系统的软件开发环境，分析了运动控制系统的软件设计要求，阐述了运动控制系统的主程序流程。根据运动控制系统的功能要求进行软件设计，详细说明了运动控制系统软件各个组成模块的设计过程，包括：主程序、系统初始化、电动机转速的测量、电动机的控制、串口通信模块、定时中断子程序和电源电压检测。还给出了运动控制系统的一些实验数据及结果分析。最后进行了总结，说明了研究成果，对课题中需要改进之处提出了展望。关键词：RoboCup中型组；全自主足球机器人；dsPIC；运动控制系统AbstractAbstractAutonomousrobotsoccermatchsystem,asatypicalmulti-robotsystem,hasbecomeresearchfocusinthefieldofartificialintelligenceandrobotics.Eachrobotisindependent,andincludesvisionsubsystem,wirelesscommunicationsubsystem,decision-makingsubsystemandmotioncontrolsubsystem.Andthecooperationisachievedbyexchanginginformationthroughwirelesscommunicationamongrobots.Autonomousrobotsoccergamesysteminvolvesnotonlymechanicalelectronics,robotics,sensorinformationfusion,intelli