基于仿真平台的机器人足球仿真比赛所必需的比赛策略

FIRA模拟游戏（是模拟游戏。根据玩家数量可以分为t(5vs5和()两种。其模拟平台的本质是可以二次开发的应用程序。该平台提供开放的接口函数和接口变量，用户可以通过调用这些函数和变量来完成自己的策略程序足球比赛系统，也可以在开发环境中定义新的函数和变量来设计复杂的策略。韩国机器人公司ujin，由澳大利亚RSS开发团队开发，采用Adobe的媒体软件作为开发工具，实现三维仿真，仿真系统采用商业游戏模型开发，提供底层引擎由商业动作游戏引擎公司Havok开发，碰撞处理引擎在Havok提供的软件开发工具包（SDK）中具有完整的物体碰撞检测和碰撞响应功能。 另外，在仿真模型设计方面，采用Adobe公司的3DMax软件对仿真环境进行建模。 比赛采用哈尔滨工业大学设计的仿真平台，视角为2D。 本仿真系统采用/结构，仿真系统与决策系统通过UDP/IP协议进行通信。

为了促进政策制定，它提供了一个简化数据传输格式处理的模板。 本文首先讨论了t-机器人足球比赛的动力学模型，然后讨论了机器人的基本行为（前进、避障等）和基本动作（射门、拦截等），最后提出了控制策略用于模拟游戏。 收稿日期：2003-10—30 第一作者简介：戴浩，硕士生。 主要研究方向：智能机器人。 机器人足球比赛的动态建模。 为了使仿真系统能够模拟机器人和球的运动，需要建立动力学模型。 为了讨论方便，我们首先设置定义以下参数：Ri，YRi，ARi：b：机器人质量，球质量； T：时间段。 1.1 机器人的动力学模型 机器人的直线运动模型。 机器人的运动方程为：Ri+12aT 其中a为 机器人的加速度由机器人的硬件和场地条件决定。 经过一段时间后，机器人的位置为： 例：（参见图1机器人运动示意图中，R为机器人的旋转半径，β为机器人在一段时间内可以旋转的最大角度时期。

1.2 球运动模型 由于球场上摩擦力的存在，球在球场上做匀速运动。 其运动方程为： cosa0((91.3机器人推球模型) 当机器人与球的距离小于某个常数（可设定时），机器人会产生爆发力，快速击球此时，球与机器人满足动能守恒、动量守恒和能量损失的关系，可得到如下运动方程： ′2b (10RTi=μ1V′Ri,Vp= μ2V′b(12 机器人基本行为及动作模拟 机器人足球比赛中，机器人的基本行为（包括移动和避障）、基本动作（包括射门、点球、拦截）、拦网、扫球等 2.1基本行为运动。运动行为由两个基本运动组成：直线运动和旋转。当机器人学习到其目标点时，首先向目标点的方向旋转，然后向目标点直线运动。因为一个小方向误差会导致较大的位置误差，我们用浮点数来表示机器人的方位角，计算机器人的方向向量与目标向量（从机器人到目标点）的内积，并判断这个值是否在预期值。 当机器人接近目标点时，如果出现以下情况，机器人将停止：（1.机器人越过目标点。（2.机器人与目标点之间的距离小于给出的标准）图1是机器人的运动行为示意图，图中的D向量代表机器人目标点的向量，a为机器人的旋转角度。

62 北方工业大学学报第16期 机器人足球比赛中避障非常重要，因为碰撞对手就会受到惩罚。 我们使用基于势场的避障方法。 其基本思想是障碍物对机器人有斥力作用，而目标点对机器人有引力作用。 机器人的前进方向是重力和斥力合力的方向（见图2）。 力的大小是机器人到目标点或障碍物的距离的函数。 一种可能的解决方案是斥力与机器人和障碍物之间的距离的平方成反比。 ，重力与机器人到目标点的距离的平方成正比。 是重力，λ1和λ2是常数，F的方向是机器人想要移动的方向。 势场法的优点是可以考虑多个障碍物的影响，让机器人在不断变化的环境中自由移动，避开障碍物示意图。 2. 2 射击和点射击的基本动作。 当球队进攻或传球时，经常使用投篮和定点投篮动作。 如果给定了球和球门的位置，则计算它们的相对位置。 射门如图3，定点射门如图4。满足以下两个条件即可射门： （1）球在机器人与球门之间； (2) 机器人的投篮动作是为了阻止球员往前踢球，定点投篮动作应该是图4中的第二种情况。机器人的定点投篮动作在球队防守时经常使用拦截动作或传球。 预测球的轨迹后，机器人可以移动到拦截点拦截球。 球。 由于可以假设足球的速度在短时间内保持恒定，因此球的轨迹是根据当前和之前的球位置确定的，这是由于球行进的距离与行进的距离的比率机器人所预测的球速度与机器人最快速度相比的比值相等，因此可以通过以下公式计算拦截位置（如图5所示：当球在自己的区域内时，其拦截位置己方机器人将球踢至对方区域，如图6所示。

从机器人踢球的角度来看，扫地动作与射门动作相同。 72 李小健：机器人足球比赛策略模拟系统设计与建模分块。 与射门动作相反，拦网动作是拦截球或阻挡对方机器人（见图7）。 这个动作主要用于守门员防守。 考虑到球的位置和自己的球门，机器人通过到达预测的防守点位置来完成这一任务。 一种行动。 防守路线取决于对方机器人的瞄准点，因此防守机器人的位置取决于对方机器人和球的位置。 机器人足球比赛策略3.1 修改后的区域联防策略在机器人足球比赛中，每个机器人都有自己的职能，如中场、中后卫、守门员，还可以根据场上情况进行交叉变换。 如图8所示，区域防御的概念是每个机器人都有自己的活动区域。 只有球位于其自己的区域内。 只有该区域的机器人可以移动，其他机器人不能移动。 这种策略有两个问题：（1）如果球在对方禁区内，进攻机器人被挡住，我方就会处于劣势，因为我们的门将和中卫不动。 (2) 如果球位于区域边界线，则两个机器人都冲向球，可能会导致彼此碰撞。 机器人足球比赛进攻和防守区域示意图。 为了克服这些问题，我们提出了一个修正方案，即在自己区域内移动的机器人优先于其他机器人，并且当出现上述两种情况时可以移动到场上的任何位置。 例如，球门区内的守门员优先，其他机器人应选择与守门员不冲突的机器人。 其他行为。

当球在球门区内时，守门员应优先选择扫地动作，而其他机器人则应选择阻挡动作或其他动作。 3.2 全攻全守策略 该策略中，守门员仅在球门区内移动，主要完成扫射动作，而其他机器人可以根据场上情况在场上任意位置移动。 当球进入对方半场时，机器人采取进攻策略。 离球最近的机器人负责抢球，称为主攻机器人。 其他机器人向对方球门区移动，等待得分机会，称为助攻机器人。 主攻机器人得球后，可以根据场上情况将球传给辅助机器人，也可以直接射门得分。 当球在己方半场时，机器人采取防守策略，距离球最近的机器人负责抢球，称为主防守机器人。 其他机器人向自己的球门区域移动并参与防守，称为协防机器人。 主防机器人得球后，可以根据场上情况将球传给协防机器人，也可以直接带球进攻。 也就是说，机器人的攻防转换是根据球的位置来决定的。 除了以上两种策略外，还有其他策略。比如，如果对手能力很差足球比赛系统，可以使用3-0-0策略（三个都是进攻方），还有0-2- 1种策略（无攻击手，2名防守者，1名守门员。根据对手的能力足球比赛系统，比赛的重要性（决赛或预赛，以及现有的比分）可以使用不同的策略。为此，我们建立了“ “策略库”是一个产生式系统，其形式为“ I(;球在对方半场 Else My(;球在己方半场)” 3.3 模拟策略的实现目前国内外比较流行的OT仿真平台有韩国的