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足球机器人系统是一类典型的多移动机器人合作的对抗系统,具有实时性要求高、环境高度动态、存在不可预测状态等特点,并将高科技研究和足球联系在一起,通过足球比赛来检验各种理论、方法和技术。机器人足球比赛已受到人工智能和机器人相关领域学者的广泛关注,并逐渐成为一个标准问题。
本文针对FIRA5:5比赛系统,侧重于足球机器人系统的决策子系统的设计和研究,解决足球机器人对抗的策略及相关的人工智能问题,以推动足球机器人的发展、解决多智能机器人实时合作与对抗问题。
FIRA足球机器人系统分为四个子系统:视觉子系统、决策子系统、无线通讯子系统和机器人车体。其中决策子系统上启视觉子系统,下接无线通讯子系统,是整个系统的核心环节,起着指挥和控制的作用,又由于足球机器人系统中环境的复杂性、信息的不确定性、知识的分布性和控制实时性,因此,建立一套良好的控制策略,能提高系统的推理能力和实时反应能力。
本文在基于东北大学足球机器人六步推理决策系统的基础上,对决策系统的结构和算法进行了研究。首先,介绍了几种决策模型,并在总结六步推理模型决策系统的基础上,对其进行了改进,同时采用改进的遗传算法对机器人的运动路径进行规划。
智能对抗问题一直是足球机器人的核心问题。本文通过对智能对抗相关理论的研究与分析,提出了解决多足球机器人对抗问题的整体解决方案,提出了以行为主义的方法解决足球机器人对抗问题。使用分区法将足球机器人策略问题分解为一个动态规划问题并将贝叶斯网络引入对手当前目标意图识别。实验表明,基于该模型的足球机器人策略系统明显具有对抗优势。