RoboCup中的標準組足球比賽是一個結合環(huán)境感知、信號處理、無線通信以及群體意識決策等多學科交叉的課題,隨著人工智能的不斷發(fā)展,有關該課題的研究受到了人們的廣泛關注。本文首先針對5V5標準組足球比賽系統(tǒng),設計基于模塊設計的層次決策模型,同時為適應復雜多變的比賽環(huán)境,提出一種在B_Human系統(tǒng)框架下能夠兼顧多個比賽環(huán)境信息從而進行陣型選擇與切換的控制策略。最后結合分布式控制特點,基于角色設計了能夠獨立自主執(zhí)行足球比賽任務的機器人控制系統(tǒng)。其中主要關鍵技術的設計如下:1.系統(tǒng)分析和基本動作設計。針對NAO和RoboCup比賽環(huán)境采用基于模塊設計的層次決策模型,并分析了相應的基本動作設計方法。2.路徑規(guī)劃。針對全局動態(tài)的比賽環(huán)境,選用善于處理復雜幾何關系和差分約束問題的雙向RRT算法,并使用人工勢場進行路徑修正。不僅實現(xiàn)動態(tài)全局的高速尋徑,同時一定程度上解決了RRT算法自身的盲目性和非最優(yōu)問題,最后在靜態(tài)和動態(tài)環(huán)境中實現(xiàn)驗證。3.陣型選擇策略。陣型選擇是一個具有多輸入、強非線性且無法精確建模的定性評價問題,本文模擬人類足球教練的決策思維,綜合考慮小球位置、雙方攻守能力、隊伍控球權以及球門威脅度相關的7項指標,采用模糊綜合評判方法進行陣型分析。并在Sim Robot和Matlab環(huán)境中進行仿真驗證。4.角色分配和行為動作策略。本文首先對角色進行定義,并用競標函數對不同陣型下的進攻角色和防守角色進行動態(tài)角色分配。使用符合編程習慣的有限狀態(tài)機設計針對不同角色的行為選擇模型,設計了前鋒射門任務以及守門員守門任務的有限狀態(tài)機,并對狀態(tài)機的完備性和有效性進行驗證。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TP242
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 足球機器人國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 RoboCup標準組簡介
    1.4 論文的主要工作及章節(jié)安排
第2章 足球機器人的系統(tǒng)配置
    2.1 引言
    2.2 NAO機器人
        2.2.1 機器人硬件配置
        2.2.2 機器人軟件開發(fā)環(huán)境
    2.3 足球比賽系統(tǒng)構建
    2.4 決策系統(tǒng)模型
        2.4.1 決策系統(tǒng)框架
        2.4.2 決策系統(tǒng)設計
    2.5 坐標系系統(tǒng)構建與轉換
        2.5.1 坐標系構建
        2.5.2 齊次坐標轉換
    2.6 NAO足球機器人的動作設計
    2.7 本章小結
第3章 基于改進RRT算法的路徑規(guī)劃
    3.1 引言
    3.2 經典RRT算法
        3.2.1 經典RRT算法原理
        3.2.2 經典RRT算法的優(yōu)缺點
    3.3 RRT算法的改進
    3.4 改進RRT算法的驗證
        3.4.1 MATLAB仿真驗證
        3.4.2 SimRobot下進行的仿人機器人驗證
    3.5 本章小結
第4章 RoboCup中標準組機器人的模糊陣型決策
    4.1 引言
    4.2 模糊綜合評判理論
        4.2.1 模糊綜合評判定義
        4.2.2 模糊綜合評判的優(yōu)缺點
    4.3 基于模糊綜合評判的陣型決策
        4.3.1 構建因素集和評判集
        4.3.2 因素集模糊化
        4.3.3 構建模糊關系矩陣
        4.3.4 層次分析法確定權重矩陣
        4.3.5 綜合評判選擇陣型
    4.4 仿真結果分析
    4.5 本章小結
第5章 RoboCup中角色分配與行為動作策略設計
    5.1 引言
    5.2 動態(tài)角色分配
        5.2.1 角色定義與分配原則
        5.2.2 市場競標的動態(tài)決策
        5.2.3 角色分配驗證
    5.3 基于有限狀態(tài)機的行為選擇模型
    5.4 前鋒有限狀態(tài)機構建
        5.4.1 前鋒射門行為選擇
        5.4.2 前鋒射門子任務設計
        5.4.3 前鋒射門任務有效性驗證
    5.5 守門員有限狀態(tài)機構建
        5.5.1 守門員行為選擇模型
        5.5.2 守門員防守子任務設計
        5.5.3 守門員守門任務有效性驗證
    5.6 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 本文工作總結
    6.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間的研究成果
致謝

【參考文獻】

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