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集控式足球机器人防守策略的研究

作　者: 王占亭
导　师: 赵臣
学　校: 天津大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 足球机器人 防守策略 层次化防守 守门员策略 罚球
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 106次
引　用: 1次
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内容摘要


足球机器人系统是一种工作在噪声及对抗性的复杂环境下,通过协作配合以完成一个共同任务的多智能体系统。由于具有高科技对抗性和娱乐性而吸引了广大的科研人员投身其中,极大地促进了人工智能的发展。本文在了解足球机器人的起源、发展以及国内外足球机器人研究现状的基础上,针对微型足球机器人的防守策略做了系统分析和研究。首先分析了决策系统的特点和目前典型的决策系统的推理模型,在以往分层递阶式的决策结构的基础上,增加了紧急情况处理通道,使系统在局部上有灵活的反应能力,在全局上有长远的规划能力和较好主动性、目标性。利用模糊逻辑的方法具体实现了决策系统的态势分析和任务分配,为足球机器人防守策略的研究做好了准备。其次划分了从前场到后场的防守层次,对前场进攻中的攻守平衡策略、中场后场的层次化防守策略、后卫角色的防守策略进行了详细的设计。在分析了原有守门员策略分区的优点和不足的基础上,提出了小球对球门的威胁度的概念,并以此为依据,采用威胁度的等值线对原有矩形分区法进行了改进;对各危险分区的防守策略进行了设计,采用了线性差值站位法,有效地提高了守门员的反应速度,使守门员的防守能力大大加强;对罚球时对方罚球队员以弧线射门的方式进行了分析,并对此时守门员的防守策略做了详细论述。最后,在建立了足球机器人运动学模型的基础上,利用Middle League Simurosot(MLS)仿真系统,对所论述的足球机器人守门员策略进行了仿真实验,证明了其合理性和有效性。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 引言  7
  1.2 足球机器人比赛介绍  7-9
    1.2.1 足球机器人的发展  7-8
    1.2.2 足球机器人研究的意义  8-9
  1.3 足球机器人分类  9-10
    1.3.1 集中控制（集控式）足球机器人系统  9
    1.3.2 分布控制式（分布式）足球机器人系统  9-10
    1.3.3 腿型机器人与人型机器人系统  10
  1.4 集控式微型足球机器人系统概述  10-12
  1.5 足球机器人防守策略的研究现状及存在的问题  12-14
  1.6 本文要论述的主要内容  14-15
第二章 足球机器人决策子系统分析  15-29
  2.1 决策子系统的特点  15-17
  2.2 决策系统推理模型的分析  17-18
  2.3 决策系统的设计  18-20
  2.4 决策系统子模块常用研究的方法  20-22
    2.4.1 决策系统态势分析研究  20
    2.4.2 任务分配研究  20-21
    2.4.3 动作策略研究  21-22
  2.5 基于模糊逻辑的决策子系统实现方法  22-29
    2.5.1 基于模糊逻辑的态势分析实现方法  22-25
    2.5.2 角色分配(Rule Assign)的研究  25-29
第三章 足球机器人防守策略的研究  29-49
  3.1 防守的战术  29-30
    3.1.1 基本防守战术  29-30
    3.1.2 局部配合防守战术  30
  3.2 防守的角色  30-31
  3.3 防守角色的主要动作  31-33
    3.3.1 大脚解围动作的设计  32
    3.3.2 阻截动作的设计  32-33
    3.3.3 盯人防守动作的设计  33
  3.4 前场三角形进攻中的攻守平衡策略  33-36
  3.5 中场的层次化防守策略  36-37
    3.5.1 4 人3 层化防守  36-37
    3.5.2 3 人3 层化防守  37
    3.5.3 1 人层次化防守  37
  3.6 后卫防守策略  37-39
  3.7 守门员防守策略的研究  39-48
    3.7.1 防线(Goal Line)的确定  39-40
    3.7.2 危险区的划分  40-42
    3.7.3 各危险区的防守策略  42-44
    3.7.4 罚点球时守门员的防守策略  44-47
    3.7.5 守门员运动速度的确定  47-48
  3.8 本章小结  48-49
第四章 实体模型研究与防守策略仿真实验  49-58
  4.1 坐标系与坐标变换  49-51
    4.1.1 坐标系的基本定义  49-50
    4.1.2 各坐标系之间的转化  50-51
  4.2 运动学建模  51-54
    4.2.1 非完整性约束  51
    4.2.2 机器人运动学建模  51-54
    4.2.3 机器人撞球模型  54
  4.3 仿真系统介绍  54-56
  4.4 守门员防守策略的仿真实现  56-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章 结论与展望  58-59
参考文献  59-62
发表论文和科研情况说明  62-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人
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