仿真2D机器人球员训练算法的研究与设计

论文摘要

Robocup世界杯是世界上规模最大、参与人数最多的机器人足球比赛，也是智能机器人领域最重要的国际盛会。其比赛项目分为仿真组和实物机器人组。本文工作基于RoboCup提供的足球服务器系统SoccerServer，建立仿真球队，参加了2006年的中国机器人大赛，并对过程中遇到的问题进行研究，提出相应解决方案。从球员相关设计方法出发，重点研究了教练模型的设计与应用。论文主要工作如下：1)总结了近几年内国际、国内Robocup的发展情况，对历届比赛的情况做了介绍。2)详细分析了客户程序的控制结构、数据结构、球员技能的设计、守门员的设计和点球程序的设计。3)分析了教练的指令系统，提出了离线教练的设计框架，利用BP神经网络对截球进行了离线训练。4)分析了在线教练的工作流程、异构球员的类型和参数，给出了异构智能体的选择和辨识，实现了在实际比赛中使用异构球员。5)针对人工势场法因环境信息量有限而陷入局部极小的情况，提出一种沿边行为，通过判断移动机器人进入局部极小点激活该行为，使机器人沿着障碍物的边缘运动，从而跳出局部极小，并进行了仿真实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图表索引
• 第一章 绪论
• 1.1 RoboCup简介
• 1.1.1 RoboCup的提出
• 1.1.2 机器人足球的最终目标
• 1.2 RoboCup历届比赛情况
• 1.3 机器人足球的研究意义
• 1.4 主要研究工作
• 第二章 RoboCup仿真环境模型
• 2.1 仿真环境结构
• 2.2 SoccerServer介绍
• 2.3 比赛规则
• 2.4 比赛过程
• 2.5 感知模型
• 2.5.1 视觉模型
• 2.5.2 听觉模型
• 2.5.3 身体状态信息模型
• 2.6 动作模型
• 2.7 体力模型
• 2.8 裁判模型
• 2.9 教练模型
• 2.10 小结
• 第三章 RoboCup仿真系统客户程序的设计
• 3.1 开发环境
• 3.2 客户程序的整体结构
• 3.3 客户程序的数据结构
• 3.3.1 物体类（Object）的作用和继承关系
• 3.3.2 状态信息类（Information）的作用和继承关系
• 3.4 客户程序的控制结构
• 3.5 Client技能的设计
• 3.5.1 Kick
• 3.5.2 Dash
• 3.5.3 Move
• 3.5.4 Turn
• neck'>3.5.5 Turn_neck
• 3.5.6 Catch
• 3.5.7 Say
• 3.6 守门员的设计
• 3.7 点球程序的设计
• 3.8 小结
• 第四章 仿真系统的教练模型
• 4.1 引言
• 4.2 教练的分类
• 4.3 教练的连接方法
• 4.3.1 离线教练的连接方法
• 4.3.2 在线教练的连接方法
• 4.4 教练的指令
• 4.4.1 仅仅能由trainer执行的命令
• 4.4.2 能被trainer执行,也能被online coach限制地执行地命令
• 4.4.3 能被trainer和online coach执行的命令
• 4.5 离线教练
• 4.5.1 离线教练的介绍
• 4.5.2 离线教练的框架设计
• 4.5.3 利用BP神经网络进行截球的训练
• 4.5.4 仿真实验
• 4.6 在线教练
• 4.6.1 在线教练的介绍
• 4.6.2 在线教练的设计
• 4.6.3 异构球员
• 4.6.4 异构智能体的选择
• 4.6.5 异构智能体的辨识
• 4.6.6 仿真实验
• 4.7 小结
• 第五章 基于势能场理论的路径规划
• 5.1 人工势场法
• 5.2 局部极小
• 5.3 基于"沿边行为"的方法
• 5.3.1 激活和推出条件
• 5.3.2 方法的描述
• 5.3.3 仿真实验
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 今后的工作
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间主要科研工作及成果