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1、西华大学 硕士学位论文 类人足球机器人的无线通信系统的研究 姓名：吴建 申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：王进戈 20090501 西华大学硕士学位论文 类人足球机器人的无线通信系统的研究 机械电子工程专业 研究生吴建指导教师王进戈 类人型机器人的研究已有3 0 年的历史，研制与人类外观特征类似，具有人 类智能、灵活性并能够与人交流，不断适应环境的类人机器人一直是人类的梦 想之一。类人型机器人研究是多门基础学科，多项高技术的集成，代表了机器 人的尖端技术。可以预见，类人机器人将是今后机器人发展的主要方向。类人 机器人的开发是机器人研究中重要而困难的阶段，而基于多个类人机器人的无
2、 线通信系统的研究将为其迈出极为重要的一步。 本文研究主要基于类人机器人的无线通信系统。主要研究内容如下： ( 1 ) R O B O N O V A I 类人型机器人的软件和硬件系统的研究与开发。分析了 机器人的总体框架，机器人所使用的控制器和伺服电机，高性能电池与快速充电 系统。机器人的软件系统主要包括R O B O N O V A I 类人型机器人所使用的 r o b o B A S I C 开发环境和编程语言。并根据r o b o B a s i c 编程语言和开发环境的特点 设计了简单的应用机器人编程语言。 ( 2 ) 分析了M i r o S o t 系统中的无线通信系统的通信原理
3、及组成。根据大量 的比赛经验和相关的实验数据，证明了现有无线通信系统的通信可靠性有待提 高，为类人机器人无线通信环境积累了经验。 ( 3 ) R O B O N O V A I 系统所采用的无线通信系统的研究与开发。针对类人机 器人足球比赛通信环境的高效性和实时性，提出了一套无线通信系统设计方案。 建立了类人足球机器人通信子系统的通信平台，给出了基于该系统硬件设计，并 为多机器人系统提出了一套可行的对话协议。实验和比赛结果证明了该通信系统 的可行性。 ( 4 ) 详细分析了多机器人的通信方式及其解决方案；针对F I R A 的全自主赛 事A u t o - A n d r o S o t ，设
4、计了基于I E E E 8 0 2 1 1 b 的无线局域网和无线网卡的通信平 西华大学硕士学位论文 台；建立基于C S 模式的对话管理；并为多机器人系统的协作问题求解提出了一 套可行的对话协议。 论文最后对全文进行了总结，提出了要进一步研究的问题。 关键词：足球机器人，类人机器人，无线通信，对话协议，通信平台 I I 西华大学硕士学位论文 _ _ 一一 R e s e a r c ho fW i r e l e s sC o m m u n i c a t i o nS y s t e m i nH u m a n o i dS o c c e rR o b o tS y s t e m M
5、 e c h a n i c a la n dE l e c t r o n i cE n g i n e e r i n g P o s t g r a d u a t eW u J i a n S u p e r v i s o rW a n gj i n 。g e T h er e s e a r c ho fh 唧a 1 1 0 i dh a Sb e e n3 0y e a r s T or e s e a r c ha n dd e v e l o pt h er o b o t s I S ag r e a td r e a m w h i c hh a v et h ec h
6、a r a c t e r so fh u m a na p p e a r a n c e s ，c a n h a sn 啪a l l i n t e l l i g e n c e c o m m u n i c a t ej u s t l i k ew ed oa n da c c l i m a t i z ei t s e l ft oe n v i r o n m e n t R e s e a r c ho nh 眦a 1 1 0 i dr o b o ti n t e g r a t e dp l e n t yo fm 曲一n e wt e c h n o l o g y
7、 W e C a l l c o r l c l u d et h a tt h eh u m a n o i dr o b o tr e s e a r c hw i l l b et h em a i nd i r e c t i o no fr o b o t d e v e l o p m e n t A st h e m o s ti m p o r t a n ta n dd i f f i c u l ts t e po ft h ew a yt or o b o t ，t h e r e s e 剐ho fn 廿e l e s sc o m m u n i c a t i o
8、ns y s t e mi nh u m a n o i dr o b o ts y s t e mw i l lb et h e f o c u so ft h ef u t u r ed e v e l o p m e n t I nt h i sd i s s e 眦i o 玛w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n o fh u m a n o i dr o b o ts y s t e mi ss t u d i e d T h ep r i m a r ys t u d y i n gc o n t e n ti sf o l l o w s
9、 ( 1 ) D e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fR O B O N O V A Is o f t w a r ea n dh a r d w a r es y s t e m T h ec o n f i g u r a t i o n , c o n t r o l l e r , s e r v o ，b a t t e r i e s ，e l e c t r i f i c a t i o ns y s t e mo fr o b o t s a l e a n a l y z e d T h e r o b o ts o f
10、t w a r ei sm a i n l yc o n s i s to fd e v e l o p i n ge n v i r o n m e n t a n d p r o g r a m m el a n g u a g eo f r o b o B A S I C ，a n dd e s i g na p p l i c a t i o np r o 伊猢e l a l l 舒1 8 9 e ( 2 ) T h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e mi nM i r o s o ts o c c e rr o b o ts y s t e mI
11、 Sa n a l y z e dm t h e p a p e r T h er e l i a b i l i t yo fc o m m u n i c a t i o ns y s t e m i st e s t i f i e dt ob ee n h a n c e da c c o r d i n g t oa 田e a td e a le x p e r i e n c e sa n dc o r r e l a t i v ee x p e r i m e n td a t a T h er e s e a r c hi s a l s o p r e p a r e df
12、 o rh u m a n o i d r o b o tc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ( 3 ) D e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o fR O B O N O V A 1w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m Aw i r e l e s st e l e c o m m u I l i c a t ed e s i g np r o j e c ti sp r e s e n t e df o rt h eK 曲- e f f
13、i c i e n c ya n d r e a 】t i I T l eo fH 啪a I l o i dR o b o tS o c c e rT o u r n a m e n tS y s t e m I n t h i sp a p e r , w es e tu pt h e I I I 西华大学硕士学位论文 c o m m u n i c a t i o np l a t f o r mo fac o m m u m c a t l o ns u b s y s t e mo fh u m a n o i ds o c c e rr o b o t ， a n dd e m o
14、n s t r a t et h eh a r d w a r ed e s i g n ，a n do f f e rav i a b l e d i a l o gp r o t o c o l f o r c o o p e r a t i o np r o b l e ms o l v i n go fh u m a n o i dr o b o ts y s t e mI t i ss h o w nt h a t T h e e x p e r i m e n ta n dc o m p e t i t i o nr e s u l tp r o v et h a tt h es
15、y s t e mi sf e a s i b l ea n ds u c c e s s f u l ( 4 ) C o m m u n i c a t i o nm e t h o da n ds o l u t i o na r es t u d i e si nm u l t i - a g e n ts y s t e m A c o m m u n i c a t i o np l a t f o r mo ft h es u b s y s t e mi ss e tu p 、航t I lI E E E 8 0 2 1lba n dW L A N n e t w o r kc a
16、 r d I t sd i a l o gm a n a g e m e n ti ss e tu p 谢t I lC Sm o d e l ，a n dav i s a b l ed i a l o g p r o t o c o lf o rc o o p e r a t i o np r o b l e ms o l v i n go fm u l t i r o b o ts y s t e mi sp u tf o r w a r d K e y w o r d s ：s o c c e rr o b o t ，h u m a n o i dr o b o t , w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n ，d i a l o gp r o t o c o l ， c o m m u n i c a t i o np l a t f o r m I V 西华大学硕士学位论文
