类人机器人在结构、感知、动作等方面与人类具有相似性,其研究涉及机械、控制、计算机等多个学术领域,是一个值得深入研究的方向。RoboCup是以击败人类足球世界杯冠军为目的机器人世界杯,该项目推动了机器人技术,特别是类人机器人技术的发展。本文基于SEU＿Uni Robot类人足球机器人,优化设计并实现应用于RoboCup类人KidSize组别的上层控制系统。本文在提出上层控制系统总体方案的基础上,详细地论述了系统中各功能模块的设计,并介绍了供实验调试的仿真平台的设计。本文根据比赛环境与规则对上层控制系统进行需求分析,以确立机器人需具备感知环境、自主定位、决策生成的能力,因此本文提出的上层控制系统由视觉模块、定位模块、决策模块三部分构成。视觉模块处理采集到的图像以获取定位模块所需的观测量。本文通过提取备选框、分类备选框、整合提取框以获取图像中的目标,通过单目摄像头测距将图像中的目标物转化为观测量信息。定位模块分为初步估计和偏差矫正两个环节,从粒子滤波和卡尔曼滤波两个方向来设计偏差矫正环节。决策模块是机器人的神经中枢,本文将决策模块划分为团队决策、个人决策、执行规划三个层次,利用强化学习实现团队决策,有限状态机实现个人决策,马尔科夫决策过程实现执行规划。本文搭建了供上层控制系统实验调试的仿真平台,该平台具备噪声模拟、数据记录及解析等功能。此外提供外接Webots平台接口,使得实验环境从2D环境拓展为3D环境。