足球机器人仿真比赛中的进攻队形设计及控制研究

2009年12月第27卷第6期西北工业大学学报

JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityDec.2009Vol.27No.6

足球机器人仿真比赛中的进攻队形设计及控制研究

史豪斌,覃杨森,娄云峰,王　闯

(西北工业大学计算机学院,陕西西安　710072)

摘　要:为了加强足球机器人仿真5V5比赛前场的进攻,文章以增强进攻队员之间的动态协作配合为

出发点,设计了“3+1”的前场进攻队形及其控制算法。该队形以当前小球位置为核心,根据小球位置计算出当前机器人应该抢占的卡位点;通过对每个机器人进行角色分配,进而使机器人在适当时机做出相应的进攻动作。仿真结果表明,加入“3+1”进攻队形控制后的策略在射门成功率、前场截球能力及防守能力上都有了较大改善。

关　键　词:机器人足球;动态协作;“3+1”进攻队形中图分类号:TP391　　　文献标识码:A2758205　　Simur足球联盟FIRA赛况表明,想登上世界之巅的顶级球队除了有很好的防守体系还必须有一个优秀的进攻体系作为保证。目前很多球队的进攻体系没能突破原有的设计和控制思路的束缚,从而影响了整体策略的效果。因此,如何从一个新的角度对球队的进攻队形进行设计及控制研究就成了研究重点。本文克服了比赛进攻中对队形实施整体控制的困难,采用“3+1”进攻队形的控制方案,从更高层的决策中让机器人形成并尽可能保持有效的进攻队形,从而完成球队的进球任务。

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否采用“3+1”进攻队形方案(如没有达到进攻要求,则维持原来阵形)。若决定采用“3+1”进攻队形方案,则进入进攻队形形成过程控制模块。在队形形成过程控制模块中,队形形成子系统将根据场地的信息形成具有针对性的“3+1”进攻队形,具体过程将在下文中做详细阐述。一旦形成了进攻队形,每个机器人的角色也就相继产生。在队形具体任务控制模块中

,将对承担了一定角色机器人的具体动作作出决策,例如追球、跑位、转角、射门等基本

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的底层动作。

1　进攻队形整体框架设计

为了提高球队的整体进攻能力,本文采用动态协作任务求解的思路设计出球队进攻队形的整体框架如图1所示。从图中可见,实时信息获取模块通过仿真比赛平台接口,实时获取比赛过程中当前双方的信息,获取的信息按照一定的数据格式将比赛信息封装成信息箱,送入到队形选择阀模块。队形选择阀模块接受送来的比赛信息,通过调用内部决策机制对信息箱进行检索和处理,从而决定是

收稿日期:2008209225

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图1　进攻队形整体框架图

当然在这些具体任务实施的过程中,难免会有些细微的误差。这时,可以调用队形维持及协调控

基金项目:航空科技创新基金(08E53003)及国家部委基金(51315080404)资助

作者简介:史豪斌(1978-),西北工业大学讲师、博士,主要从事智能群体决策支持及人工智能技术的研究。