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1、題目：RoboCup守門員策略研究姓名魯明學(xué)院土木T程學(xué)院專業(yè)工程管理年級2010級學(xué)號20103415111指導(dǎo)教師泌1引言32撲球動作設(shè)計(jì)33基丁?球位置決策的撲球動作43.1球位置決策43.2基于球位置決策的撲球動作54守門員跑位75測試結(jié)果86纟吉束語8參考文獻(xiàn)9RoboCup守門員策略研究魯明摘要：RoboCup作為研究多智能體的理想平臺，已成為人工智能的研究熱點(diǎn)。在最新的RoboCup3D人形機(jī)器人仿真平臺中，守門員的技術(shù)和決策對提升全隊(duì)的戰(zhàn)斗力起到重要作用。討論了SEU?RedSun守門員撲球動作、跑位策略、撲球決策的實(shí)現(xiàn)，建立了球自由運(yùn)動
2、的模型，提出了基于球位置預(yù)測的撲球決策方法。經(jīng)RoboCup2008世界杯實(shí)際比賽的檢驗(yàn)，SEU-RedSun守門員表現(xiàn)出強(qiáng)大的防守能力。關(guān)鍵詞：人形機(jī)器人；RoboCup;3D仿真；守門員；位置預(yù)測1引言RoboCup是一個國際性的研究和教育組織，通過提供一個標(biāo)準(zhǔn)問題來促進(jìn)人工智能和智能機(jī)器人的研究［1］。RoboCup3D仿真比賽不考慮硬件條件的限制，用軟件盡量模擬真實(shí)世界中的足球比賽情況，其服務(wù)器RoboCupSoccerServer31)(rcssserver3d)是由RoboCup組委會開發(fā)和維護(hù)的機(jī)器人足球仿真平臺，它是一個實(shí)時的機(jī)器人物理仿
3、真器，并實(shí)現(xiàn)了多種傳感器和執(zhí)行器［2］。2007年的美國Atlanta國際機(jī)器人足球錦標(biāo)賽屮，3D仿真比賽首次使用人形機(jī)器人模型。此后一年多的時間里，rcssserver3d一直處在不斷的更新中。在RoboCup2008世界杯上,3D仿真組比賽平臺為最新的rcssserver3d0.6.0。隨著rcssserver3d的發(fā)展，守門員對全隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的捉升越來越重要。在以往的se加以限制，物理仿真更為真實(shí)，球員的踢球力量大為減小，球速也隨之降低，這使得守門員的撲救能夠更加有效。另外新server下球場相對變大，比賽模式發(fā)展到3V3,場上情況變得更加復(fù)雜。守門員
4、不僅要完成跑位、撲球等常規(guī)動作，還要根據(jù)場上情況適時出擊解圍，并與隊(duì)友完成傳球配合。然而，守門員撲球以倒地為主耍手段，跑位、解圍、傳球等技術(shù)又以站立為前提，R倒地、站立均需花費(fèi)較長時間，如何制定一個有效的撲球決策方法，使守門員在特定情況下及時、正確地做出相應(yīng)的動作，同時避免在站立與倒地之間震蕩，是一?個亟需解決的問題。在RoboCup2008世界杯上，盡管各個球隊(duì)均設(shè)置了守門員，但守門員的策略比較單一，對方射門時，只能從倒地?fù)淝蚝统鰮艚厍蛑羞x擇一個動作，沒有充分發(fā)揮守門員的作用。本文針對以上問題，從守門員撲球動作、跑位策略、撲球決策等方而介紹了SEU-R
5、edSun的守門員設(shè)計(jì)方案，并提出了基于球位置預(yù)測的撲球決策方法rver環(huán)境下，由于場地小，球員少(2V2),射門球速快，成功率較高，射門成了進(jìn)攻的唯一手段［2］。而面對較快的球速，守門員往往來不及撲救。當(dāng)時盡管一些3D隊(duì)伍設(shè)置了守門員，但作用并不大，沒有形成有效的策略。最新版本rcssserver3d使用了新的足球場和機(jī)器人模型，對機(jī)器人各個關(guān)節(jié)電機(jī)的執(zhí)行能力。2撲球動作的設(shè)計(jì)目前人形機(jī)器人仿真比賽中，守門員不能直接發(fā)catch命令將球抓住，只能3靠倒地將球擋出。同時，倒地過程中守門員的姿態(tài)［3］也影響著撲球決策和跑位策略的設(shè)計(jì)。守門員的撲球動作應(yīng)綜合
6、考慮3個因素：倒地時間盡量短；擋住球門的更多而積；倒地后能夠盡快站立起身處理球。SEU-RedSun守門員設(shè)計(jì)了如圖1所示的撲球動作。該動作能夠在0.8?0.9s內(nèi)完全倒地，倒地后能扌半住球門的一半，且僅須0.3s就能轉(zhuǎn)換到起身動作的初始姿態(tài)，滿足了設(shè)計(jì)要求。3基于球位置預(yù)測的撲球決策守門員倒地?fù)淝蚴鞘亻T的一個冇效手段，但其倒地后站立需要較長的時間，這不利于及時實(shí)現(xiàn)跑位、解圍、傳球等以站立為前提的動作。因此守門員倒地?fù)淝虮仨毶饔?，需制定?個正確有效的撲球決策方法。在RoboCup2008世界杯上,絕人多數(shù)球隊(duì)的撲球決策僅基于當(dāng)前仿真周期的球速和球的位置
7、。實(shí)現(xiàn)方法冇兩種：一是在球門而方設(shè)定一個撲球分界線，當(dāng)球位于分界線內(nèi)，守門員倒地；二是在撲球分界線的基礎(chǔ)上設(shè)定一個速度閾值，當(dāng)球位于撲球分界線內(nèi)且球速大于閾值時，守門員倒地。前者的缺點(diǎn)是當(dāng)球停止在撲球分界線內(nèi)，守門員會一直倒地，對方球員有充分的吋間將球帶進(jìn)或射進(jìn)球門。后者的問題是速度閾值難以選?。洪撝颠^大，守門員可能會對冇威脅的球不做出撲救；閾值過小，會增加守門員不必要的倒地。木文提出一種基丁?球位置預(yù)測的撲球決策方法，首先建立球的自由運(yùn)動模型，然后預(yù)測一定時間后球的位置，從而確定守門員是否應(yīng)該撲球以及撲球的方向。3.1球的位置預(yù)測3.1.1球速衰減經(jīng)驗(yàn)
8、公式因?yàn)槟壳扒騿T踢出的球絕大多數(shù)均為地滾球，所以豎直方向球的速度和位置不是預(yù)測的
