計(jì)算機(jī)仿真機(jī)器人世界杯足球錦標(biāo)賽攻防戰(zhàn)術(shù)的研究

時(shí)間：2024-05-28 09:00:47 計(jì)算機(jī)畢業(yè)論文我要投稿

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【摘要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，分布式人工智能中多智能體系統(tǒng)(MAS Multi-agent System)的理論及應(yīng)用研究已經(jīng)成為人工智能研究的熱點(diǎn)，RoboCup（Robot World Cup），即機(jī)器人世界杯足球錦標(biāo)賽，是一個(gè)在異步，有噪聲的對抗環(huán)境下，研究多智能體的決策和合作的問題。本文詳細(xì)介紹了計(jì)算機(jī)仿真足球機(jī)器人競賽中進(jìn)攻和防守的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】進(jìn)攻;組織性;準(zhǔn)確;快速;防守;靈活性

RoboCup（Robot World Cup），即機(jī)器人世界杯足球錦標(biāo)賽。它是國際上一項(xiàng)為提高相關(guān)領(lǐng)域的教育和研究水平而舉行的大型比賽和學(xué)術(shù)活動，通過提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來促進(jìn)分布式人工智能、智能機(jī)器人技術(shù)、及其相關(guān)領(lǐng)域的研究與發(fā)展。訓(xùn)練和制造機(jī)器人進(jìn)行足球賽，是當(dāng)前人工智能和機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。在比賽中，當(dāng)確定了球隊(duì)的陣型后，每個(gè)隊(duì)員分配了相應(yīng)的角色，開始討論球隊(duì)的整體和局部攻防戰(zhàn)術(shù)。

全隊(duì)進(jìn)攻戰(zhàn)術(shù)

全隊(duì)進(jìn)攻戰(zhàn)術(shù)是指比賽中一方獲得球后，通過隊(duì)員之間的傳遞配合達(dá)到射門的目的而采用的配合方法。與局部進(jìn)攻戰(zhàn)術(shù)相比較，全隊(duì)進(jìn)攻戰(zhàn)術(shù)的進(jìn)攻面比較廣，參加進(jìn)攻和快速反擊等。主要有邊路進(jìn)攻，中路進(jìn)攻，快速反擊等。

1、邊路進(jìn)攻：利用球場兩側(cè)地區(qū)發(fā)起進(jìn)攻的方法叫做邊路進(jìn)攻。邊路進(jìn)攻是全隊(duì)進(jìn)攻戰(zhàn)術(shù)的主要形式之一，其主要特點(diǎn)是有利于發(fā)揮進(jìn)攻速度，打破對方防線制造缺口。

2、中路進(jìn)攻：中路進(jìn)攻是利用球場中間區(qū)域組織的進(jìn)攻，這種進(jìn)攻雖然能直接射門，但難度最大，因?yàn)橹新贩朗刈顬閲?yán)密，突前的攻擊手必須是反應(yīng)極其敏銳，意識強(qiáng)而且技術(shù)高，敢于冒險(xiǎn)，速度快和善于路位策應(yīng)的隊(duì)員。

3、快速反擊：比賽中當(dāng)攻方進(jìn)攻時(shí)，后衛(wèi)線往往壓至中場附近，防守人數(shù)也由于插上進(jìn)攻和助攻而相對減少，此時(shí)抓住對方防區(qū)空隙比較大和回防較慢的機(jī)會，趁其失球發(fā)動快速反擊，往往能取得良好的效果，快速反擊是最有威脅的進(jìn)攻手段，有效發(fā)動快速反擊。能有效得分，但其有一定的冒險(xiǎn)性。所以要掌握準(zhǔn)確快速的原則。配合要有組織性，要非常有默契，需要多次練習(xí)。否則很難在比賽中實(shí)施。

全隊(duì)防守戰(zhàn)術(shù)

防守戰(zhàn)術(shù)可分為兩種基本類型：盯人緊逼防守（人盯人防守），即在規(guī)定的范圍內(nèi)盯人緊逼，不交換看守：區(qū)域緊逼防守（盯人和區(qū)域相結(jié)合），即現(xiàn)今流行的綜合防守，緊逼和保護(hù)相結(jié)合，在個(gè)人的防區(qū)內(nèi)緊逼，作交替看守。盯人防守即各自都有明確的防守對象。防守最根本的原則是緊逼和保護(hù)。只有緊逼才能有效地主動斷搶，壓制對方技術(shù)的優(yōu)勢而獲得主動權(quán)：保護(hù)是為了更好地緊逼和控制空檔，為贏得比賽準(zhǔn)備時(shí)機(jī)。防守可以被解釋成一個(gè)布置的事件。在清華設(shè)計(jì)地隊(duì)伍中它是使用一個(gè)類型，基于情況的策略布置理論。布置最重要的一點(diǎn)是在基本的編隊(duì)中，哪個(gè)確定一個(gè)隊(duì)員的位置通過標(biāo)準(zhǔn)的角色分配，球的位置和球的控制狀態(tài)。在這個(gè)防守問題上，基本的信息提供作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，命名的，一個(gè)相同的角色，因?yàn)榻巧峙浜腿蝿?wù)評價(jià)。另外一個(gè)重要的事實(shí)是在防守的位置靈活性，這個(gè)測量多么危險(xiǎn)，如果一個(gè)對手站在給定的位置。防守位置靈活性因?yàn)槿我獾狞c(diǎn)在球場上的是先前已經(jīng)知道在所有的隊(duì)友中間。

四種類型的防守動作：

1、lock(妨礙)：交叉一個(gè)對手的占有這個(gè)球在我們球門的外圍，阻止他向前推進(jìn)。

2、Press(壓力)：跑，在一個(gè)對手占有這個(gè)球，并且在我們球門的附近，保持對他有威脅
3、Mark(盯人)：盯住一個(gè)沒有球的對手，因此他的隊(duì)友不可以傳球給他
4、Point Defend(位置防御)：站在基本的信息位置，這個(gè)將有好處，當(dāng)一個(gè)附近的隊(duì)友在1vs1中失敗了，或者當(dāng)這個(gè)隊(duì)重新奪回了球的控制權(quán)。

為了簡化這個(gè)問題，我們設(shè)置一個(gè)規(guī)則，一個(gè)防守隊(duì)員不可以防守兩個(gè)對手在相同的時(shí)間里面，還有兩個(gè)防守隊(duì)友不應(yīng)該防守相同的對手。這個(gè)互斥的操作被提供在相同的這些情況下。這個(gè)沖突的操作沒有在這里使用。那里有一個(gè)二中擇一，就是block和press被設(shè)置成沖突，替代了互斥，提供一個(gè)不同的防守策略。因此另外一個(gè)也是可以的，我們不再進(jìn)一步深入討論。在分解一個(gè)防守任務(wù)到防守每個(gè)進(jìn)攻的對象，和站在基本的信息點(diǎn)，安排被產(chǎn)生通過鏈接每個(gè)防守隊(duì)員到每個(gè)子任務(wù)。那時(shí)候，這個(gè)程序到達(dá)一個(gè)評價(jià)個(gè)體的效用。

我們定義了一個(gè)評價(jià)函數(shù)為了每種類型的動作。這些變量被用來每個(gè)評價(jià)函數(shù)的輸入：劇烈，測量時(shí)間間隔從隊(duì)員的當(dāng)前位置到防守位置，背離，測量距離從防守的點(diǎn)到隊(duì)員的基本的編隊(duì)位置，威脅，也就是這個(gè)防守位置靈活性對手當(dāng)前的位置。這個(gè)函數(shù)輸出增加隨著威脅和減小隨著距離和背離。為了點(diǎn)防守，只有威脅作為輸入。為了獲得每個(gè)函數(shù)的實(shí)際的值，我們設(shè)置一些典型的情景，從他們之間摘錄輸入值，然后賦予輸出值到這個(gè)函數(shù)。這個(gè)值被小心的裝入來保持輕微的變化。在這個(gè)方式下，一個(gè)輸入和輸出的列表數(shù)據(jù)就生成了。

在清華設(shè)計(jì)中，他們使用BP網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)去編碼評價(jià)函數(shù)。這個(gè)列表產(chǎn)生被使用作為訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)的設(shè)置。在訓(xùn)練之后，網(wǎng)絡(luò)被測試去確保他們適合在先前的段中要求的，因此評價(jià)函數(shù)就確定了，但我們隊(duì)伍還在改進(jìn)中。剩下的計(jì)劃到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的程序現(xiàn)在上面和沒有需要更進(jìn)一步的討論。還留下一個(gè)補(bǔ)救計(jì)劃的產(chǎn)生。有時(shí)候這個(gè)隊(duì)維持一致失敗了。例如，當(dāng)一個(gè)對手和兩個(gè)防守隊(duì)員的位置的距離相同，而且在相同的時(shí)間里面。編隊(duì)的點(diǎn)。這兩個(gè)安排將有相似的評價(jià)，這兩個(gè)防守隊(duì)員可能沖突。我們的設(shè)計(jì)利用這個(gè)絕對的反饋存在這個(gè)系統(tǒng)中。因?yàn)榍驅(qū)⒈３忠苿釉谶@個(gè)比賽中，和對手必須向前移動去進(jìn)攻，另外這個(gè)基本的信息位置或者防守的點(diǎn)將改變在下個(gè)周期。那里有一個(gè)小小的改變使得這兩個(gè)安排仍然保持相同的評價(jià)。一旦這兩個(gè)安排不同的時(shí)候足夠明顯為兩個(gè)防守隊(duì)員去分辨出來。這個(gè)預(yù)先防守隊(duì)員將執(zhí)行這個(gè)防守動作，更接近的移動到對手。然后另外一個(gè)將移動到另外一個(gè)方向。因此，這個(gè)對照增加，這個(gè)系統(tǒng)提取一個(gè)狀態(tài)分離來自先前的進(jìn)退兩難的局面。因此又可以完成一致了。

防守算法的實(shí)現(xiàn)

1、防守算法的初始想法

第一步：找球的位置，即時(shí)更新

第二步：判斷球是否在可踢范圍：

如果可踢，則根據(jù)自己所在的位置作出相應(yīng)的動作，具體是：

如果再罰球去內(nèi)，馬上把球踢出去，且盡量傳給隊(duì)友；如果再罰球區(qū)外，可以適當(dāng)?shù)膸�，把球�?/p>

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