基于多智能体的足球机器人系统决策模型设计

【摘要】：足球机器人系统是目前进行人工智能和多智能体系统研究的热点，其集高科技和娱乐性于一体的特点吸引了国内外大批学者的兴趣。 足球机器人系统由机器人小车子系统、视觉子系统、决策子系统和通信子系统四部分组成。决策子系统是整个系统的核心部分，它主动完成知识提取并确定机器人的协同任务。目前对足球机器人系统决策策略的研究都是采用物理上甚至逻辑上完全集中式的协调方式，决策模型都是以计算机为载体的，所有的决策任务都是在计算机内完成，小车在系统中只是无智能的执行机构。从物理上来说，这种决策模型结构并不是一个多智能体结构。 本文从多智能体的角度，针对MiroSot系列足球机器人3vs3项目建立了一种基于多智能体的决策模型。模型采用集中与分布相结合的协调方式，将决策分为高级控制层和基本控制层两个部分，分别在计算机和小车控制器中完成。在这种模型中，小车要完成部分的决策任务，是具有决策能力的智能个体。 在高级控制层的设计中，在原来场地分区法的基础上提出了用状态映射表法进行场上态势分析的方法，这种方法具有更高的动态适应性，可以更准确的反映了场上情况。 在基本控制层的设计中，提出了将小车路径分为定点直线运动和圆弧运动两个阶段控制的方法，并且采用模糊控制算法来实现定点直线运动的基本路径控制。在基本控制层的实现中，给出了适合本文决策模型的通信协议。 本文的研究为足球机器人系统向全自主式机器人系统开发打下了基础，更接近人类足球比赛，使后续的研究工作更具有现实意义。