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仿真机器人足球赛协作战术研究与实现

朱春友  
【摘要】: 近年来,机器人足球已经成为人工智能和机器人学研究的热点问题之一。过去五十年,人工智能研究主要集中于单主体静态可预测环境中的问题求解,其典型代表便是国际象棋人机对弈。现在和未来,求解领域将逐步延伸到多主体动态不可预测场所,足球机——机对抗赛与人——机对抗赛即比较全面地展现了技术难点所在。机器人足球系统研究涉及机器人学、机电一体化、多智能体协作、决策和图像处理等技术门类,机器人足球仿真系统作为机器人足球系统的一种表现形式,它同实物机器人足球系统相比,其条件要求不高、便于实施,非常适合重点开展机器人决策和规划研究。本文涉及课题的首要任务就是针对仿真机器人足球赛协作战术而展开。 首先,论文分析了机器人足球系统的动力学与运动学模型,并介绍了典型的决策模型,重点阐述了系统采用的三层决策模型,它们分别是战略层、战术层和动作层;其次,给出了机器人基本动作设计,其中包括多种跑位动作、截球动作、守门员有效防守动作和实用的射门动作及方法。再次,文章详细论述了多机器人协作技术,依次阐述了比赛过程中的队形、动态角色分配和路径规划。在角色分配中,应用模糊理论把场上的形势通过模糊表示,从而设置相应的机器人角色,然后将分配角色与各具体机器人相关联。在路径规划当中,运用了适合于机器人足球比赛的粒子群优化算法。最后,论文给出了战术系统的研究结果与实现成效,在建立起完善的分层世界模型基础上,提出了机器人足球赛态势分析及预测算法,通过对战略、战术和动作三层各自的分析及预测,能够给出有效的战术对策,以便进一步决策。在文章最后,详细地描述了战术系统整体实施流程。 本文涉及的内容是关于有效的机器人足球赛协作战术系统的研究与实现,对机器人足球中的多项技术进行了系统地研究,并在态势分析、守门和路径规划等方面取得良好的效果。在文章最后,指出了系统依然存在的某些不足,及其今后努力方向。


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