智能足球机器人系统的构成要素

智能足球机器人系统由摄像机实时采集场地的图像，输入信息采集与处理计算机，图像识别程序实时识别出场上的敌我双方机器人和球的位置及方向后，将这些信息传送到决策与控制计算机。决策程序根据场上态势，实时做出相应的反应，通过计算得出场上本方每一个智能足球机器人应该的运动规划和运动方式，并转化成智能足球机器人的各个轮速，然后通过无线通信系统将指令发送给场上的智能足球机器人。智能足球机器人作为整个系统的执行机构，在接收到命令后，由车载的电动机控制电路控制电动机运转。智能足球机器人的执行结果又通过摄像机的采集，反馈回信息采集与处理计算机，从而完成一个图像闭环回路，系统进入下一个循环。

智能足球机器人系统从功能上可以分为4个子系统：视觉子系统、决策子系统、机器人本体子系统（包括机械子系统和控制子系统）和无线通信子系统（无线通信收发）。

1.视觉子系统

智能足球机器人系统的视觉子系统是整个系统的信息获取的主要部分，其任务是实时采集、处理并辨识赛场上的图像，得到场上10个（假设是5VS5智能足球机器人系统）智能足球机器人和球的有关数据，并将这些数据提供给决策子系统。

对于智能足球机器人系统，视觉子系统是决定系统总体性能的关键因素。比赛过程中，有关环境的所有信息都是通过视觉子系统获取的，因此，视觉子系统性能优良的智能足球机器人系统就把握了比赛取胜的先机。在智能足球机器人系统比赛中，视觉子系统应用的场景是一个已知的结构化环境，而且所有要识别的目标都使用规范化的色标加以标识，但是10个智能足球机器人是在不停地高速运动中，且对处理的速度、准确度和可靠性有很高的要求。所以，视觉子系统对上位机（主控决策计算机）的判断有着至关重要的影响。

智能足球机器人系统的视觉子系统要处理的主要信息是颜色信息，而光照条件的变化引起的失真、采集图像中的噪声干扰以及摄像头产生的桶形失真，都要求视觉子系统必须具有相当的鲁棒性。

2.决策子系统

决策子系统上接视觉系统，下接通信系统，是智能足球机器人系统的中心枢纽。它的载体是一台计算机，其决策功能由计算机内运行的决策程序实现。复杂的比赛采取的策略会大不相同，所以战略战术的研究便成为决策系统的中心任务。决策系统的好坏直接影响到比赛的成败。

设计智能足球机器人系统的决策子系统时，主要考虑以下问题：(www.xing528.com)

1）决策系统应能适应复杂的环境，为进一步决策提供良好的背景数据基础。

2）决策的目的就是取得比赛的胜利，它应该能适应并击败对方。因此，策略库应该具有开放性和可扩充性。

3）决策必须满足实时性需求，能在较短的时间内完成决策过程。

4）处理好决策系统与视觉、通信系统的接口。

3.机器人本体子系统

智能足球机器人的机器人本体子系统从功能上主要分为机械子系统与控制子系统。机械子系统包括动力机构、控球机构、击球机构等；控制子系统一般由电源模块、电动机驱动电路、无线通信模块、DSP控制器、IR（红外）传感器、击球机构控制电路和升压电路以及带球机构控制电路组成。

4.无线通信子系统

智能足球机器人的无线通信子系统是连接场外主机和智能足球机器人，以及智能足球机器人之间的纽带。完整的无线通信系统可以分为4个部分：计算机主机中的通信程序、无线数据发射器、无线数据接收器、智能足球机器人控制器中的通信程序。其中，主机中的通信程序嵌入在决策子系统中，无线数据发射器和接收器的通信程序安装在智能足球机器人上。通常认为，无线通信子系统是由无线数据发射器和无线数据接收器两部分组成。