RoboCup中的標(biāo)準(zhǔn)組足球比賽是一個(gè)結(jié)合環(huán)境感知、信號(hào)處理、無線通信以及群體意識(shí)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(duì)5V5標(biāo)準(zhǔn)組足球比賽系統(tǒng),設(shè)計(jì)基于模塊設(shè)計(jì)的層次決策模型,同時(shí)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(gè)比賽環(huán)境信息從而進(jìn)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(diǎn),基于角色設(shè)計(jì)了能夠獨(dú)立自主執(zhí)行足球比賽任務(wù)的機(jī)器人控制系統(tǒng)。其中主要關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)如下:1.系統(tǒng)分析和基本動(dòng)作設(shè)計(jì)。針對(duì)NAO和RoboCup比賽環(huán)境采用基于模塊設(shè)計(jì)的層次決策模型,并分析了相應(yīng)的基本動(dòng)作設(shè)計(jì)方法。2.路徑規(guī)劃。針對(duì)全局動(dòng)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(shì)場(chǎng)進(jìn)行路徑修正。不僅實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)全局的高速尋徑,同時(shí)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(dòng)態(tài)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證。3.陣型選擇策略。陣型選擇是一個(gè)具有多輸入、強(qiáng)非線性且無法精確建模的定性評(píng)價(jià)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(duì)伍控球權(quán)以及球門威脅度相關(guān)的7項(xiàng)指標(biāo),采用模糊綜合評(píng)判方法進(jìn)行陣型分析。并在Sim Robot和Matlab環(huán)境中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。4.角色分配和行為動(dòng)作策略。本文首先對(duì)角色進(jìn)行定義,并用競(jìng)標(biāo)函數(shù)對(duì)不同陣型下的進(jìn)攻角色和防守角色進(jìn)行動(dòng)態(tài)角色分配。使用符合編程習(xí)慣的有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)針對(duì)不同角色的行為選擇模型,設(shè)計(jì)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(jī),并對(duì)狀態(tài)機(jī)的完備性和有效性進(jìn)行驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 RoboCup標(biāo)準(zhǔn)組簡(jiǎn)介
    1.4 論文的主要工作及章節(jié)安排
第2章 足球機(jī)器人的系統(tǒng)配置
    2.1 引言
    2.2 NAO機(jī)器人
        2.2.1 機(jī)器人硬件配置
        2.2.2 機(jī)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(jì)
    2.5 坐標(biāo)系系統(tǒng)構(gòu)建與轉(zhuǎn)換
        2.5.1 坐標(biāo)系構(gòu)建
        2.5.2 齊次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
    2.6 NAO足球機(jī)器人的動(dòng)作設(shè)計(jì)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于改進(jìn)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(diǎn)
    3.3 RRT算法的改進(jìn)
    3.4 改進(jìn)RRT算法的驗(yàn)證
        3.4.1 MATLAB仿真驗(yàn)證
        3.4.2 SimRobot下進(jìn)行的仿人機(jī)器人驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 RoboCup中標(biāo)準(zhǔn)組機(jī)器人的模糊陣型決策
    4.1 引言
    4.2 模糊綜合評(píng)判理論
        4.2.1 模糊綜合評(píng)判定義
        4.2.2 模糊綜合評(píng)判的優(yōu)缺點(diǎn)
    4.3 基于模糊綜合評(píng)判的陣型決策
        4.3.1 構(gòu)建因素集和評(píng)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(píng)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(dòng)作策略設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 動(dòng)態(tài)角色分配
        5.2.1 角色定義與分配原則
        5.2.2 市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)的動(dòng)態(tài)決策
        5.2.3 角色分配驗(yàn)證
    5.3 基于有限狀態(tài)機(jī)的行為選擇模型
    5.4 前鋒有限狀態(tài)機(jī)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(jì)
        5.4.3 前鋒射門任務(wù)有效性驗(yàn)證
    5.5 守門員有限狀態(tài)機(jī)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(jì)
        5.5.3 守門員守門任務(wù)有效性驗(yàn)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(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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4 張生;NAO機(jī)器人的目標(biāo)識(shí)別與定位研究[D];安徽大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：2854074