本文综述了足球机器人比赛的系统建立与发展,并在此基础上,研究并建立了JP-Robocup F2000A型全自主式足球机器人系统平台。足球机器人比赛系统是典型的多智能体系统,其中的全自主式足球机器人是一种实时的自主运动的智能机器人,其研究涉及多个学科理论与技术,体现了信息科学与人工智能技术的最新成果。文中首先对构成JP-Robocup F2000A型全自主足球机器人平台的主要功能模块进行了研究,包括运动子系统、视觉子系统、决策子系统等子系统的详细设计与系统搭建。其中,足球机器人视觉系统占有重要的研究意义,也是全自主式足球机器人的主要研究模块之一,其研究目标是在机器人足球竞赛所规定的结构化环境中,通过视觉系统的图像采集与目标识别等方法,为机器人提供所需参数。视觉系统的硬件设计方面采用的是双目异构结构,主要的视觉输入采用松下公司出品的WV-CP240型摄像机,大恒CG400图像采集卡和焦距为3.5-8mm的变焦镜头,为视觉系统的研究打下基础。在视觉系统的算法研究部分,考虑到足球机器人所在的环境,以YUV颜色空间为参考空间,用阈值方法对所摄入的图像进行处理,采用改进的游程编码方法对图像格式进行描述,以减小存储容量,提高机器人的处理速度。在采样过程中提出了一种基于近似正态分布的颜色采样模型计算各颜色阈值,取得了良好的实验效果。采用基于树型结构的路径压缩合并算法进行图像分割和识别。在设计机器人定位算法过程中,本文综合分析了已有的定位算法或技术,提出了采用摄像机针孔模型和基于路标的几何计算算法,来实现全自主式足球机器人的定位,该算法的特点是在满足一定精度要求下,能够实时快速地得到机器人的位置信息。本文最后研究并设计了全自主式足球机器人的软件系统,该系统实现了环境标定、颜色信息采样、目标识别和测试反馈等功能模块。实验表明所设计的视觉系统具有实时性高、鲁棒性强,稳定可靠的特点,在实战应用中表现良好。