RoboCup中的標準組足球比賽是一個結(jié)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(xué)科交叉的課題,隨著人工智能的不斷發(fā)展,有關(guān)該課題的研究受到了人們的廣泛關(guān)注。本文首先針對5V5標準組足球比賽系統(tǒng),設(shè)計基于模塊設(shè)計的層次決策模型,同時為適應(yīng)復(fù)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(jié)合分布式控制特點,基于角色設(shè)計了能夠獨立自主執(zhí)行足球比賽任務(wù)的機器人控制系統(tǒng)。其中主要關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計如下:1.系統(tǒng)分析和基本動作設(shè)計。針對NAO和RoboCup比賽環(huán)境采用基于模塊設(shè)計的層次決策模型,并分析了相應(yīng)的基本動作設(shè)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(fù)雜幾何關(guān)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(quán)以及球門威脅度相關(guān)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(shù)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(shè)計針對不同角色的行為選擇模型,設(shè)計了前鋒射門任務(wù)以及守門員守門任務(wù)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(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)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(gòu)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(shè)計
    2.5 坐標系系統(tǒng)構(gòu)建與轉(zhuǎn)換
        2.5.1 坐標系構(gòu)建
        2.5.2 齊次坐標轉(zhuǎn)換
    2.6 NAO足球機器人的動作設(shè)計
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于改進RRT算法的路徑規(guī)劃
    3.1 引言
    3.2 經(jīng)典RRT算法
        3.2.1 經(jīng)典RRT算法原理
        3.2.2 經(jīng)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(jié)
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(gòu)建因素集和評判集
        4.3.2 因素集模糊化
        4.3.3 構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣
        4.3.4 層次分析法確定權(quán)重矩陣
        4.3.5 綜合評判選擇陣型
    4.4 仿真結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 RoboCup中角色分配與行為動作策略設(shè)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(gòu)建
        5.4.1 前鋒射門行為選擇
        5.4.2 前鋒射門子任務(wù)設(shè)計
        5.4.3 前鋒射門任務(wù)有效性驗證
    5.5 守門員有限狀態(tài)機構(gòu)建
        5.5.1 守門員行為選擇模型
        5.5.2 守門員防守子任務(wù)設(shè)計
        5.5.3 守門員守門任務(wù)有效性驗證
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2854074