足球机器人比赛系统是一个典型的多智能体系统，是目前研究的热点和难点。中型组机器人足球比赛（Middle-Size League）是机器人足球世界杯（RoboCup）中的一个重要项目，它为基于视觉的动态物体运动状态的估计、守门员控制研究提供了一个标准的测试环境。基于视觉的动态物体运动状态的估计理论和技术在足球机器人比赛系统中的应用，特别是对足球运动状态的估计中的应用，取得了很好的效果。足球机器人守门员的基本动作、防守策略在RoboCup中型组平台下经过多年研究，取得了长足的发展。本文对国内外相关资料进行收集和分析，结合机器人比赛中的实际情况，研究比赛环境中的足球的运动状态估计的理论和技术，设计机器人守门员的防守策略和基本动作。 本文的主要内容包括： 1．介绍机器人足球中型组比赛系统的整体框架及各个子系统的结构和功能。本文对RoboCup中型组机器人足球比赛系统作了一个概括性的介绍，包括系统的体系结构、工作原理，并对比赛系统中的视觉、通讯、决策和运动控制等四个子系统的研究历史和现状进行了较为详细的阐述。 2．对机器人比赛中足球运动状态的估计进行研究。本文以足球作为运动物体的研究对象，结合中型组机器人足球比赛环境的动态性和实时性要求，研究了如何利用机器人全景视觉信息，快速准确的跟踪预测足球的运动轨迹和速度。 3．设计守门员的防守策略和基本动作。本文分析了足球机器人守门员的运动特点以及一般的基于场地分区法的机器人守门员策略的优点及存在的问题，设计出一套基于最佳防守位置的守门员防守策略。根据机器人的机械结构，推导出机器人运动的运动方程；针对守门员运动的特点，设计出若干个基本动作，并通过平时实验和比赛证明，本设计有较好的性能，满足比赛要求。 论文最后对全文进行了总结，说明研究的主要成果，同时指出工作的不足和有待进一步研究的问题。