計算機仿真機器人世界杯足球錦標(biāo)賽攻防戰(zhàn)術(shù)

1、計算機仿真機器人世界杯足球錦標(biāo)賽攻防戰(zhàn)術(shù)    【摘要】隨著計算機技術(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，RoboCup（Robot World Cup），即機器人世界杯足球錦標(biāo)賽，是一個在異步，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)介紹了計算機仿真足球機器人競賽中進攻和防守的設(shè)計與實現(xiàn)。 【關(guān)鍵詞】進攻;組織性;準(zhǔn)確;快速;防守;靈活性 RoboCup（Robot World Cup），即機器人世界杯足球錦標(biāo)賽。它是國際上一項為提高相關(guān)領(lǐng)

2、域的教育和研究水平而舉行的大型比賽和學(xué)術(shù)活動，通過提供一個標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來促進分布式人工智能、智能機器人技術(shù)、及其相關(guān)領(lǐng)域的研究與發(fā)展。訓(xùn)練和制造機器人進行足球賽，是當(dāng)前人工智能和機器人領(lǐng)域的研究熱點之一。在比賽中，當(dāng)確定了球隊的陣型后，每個隊員分配了相應(yīng)的角色，開始討論球隊的整體和局部攻防戰(zhàn)術(shù)。 全隊進攻戰(zhàn)術(shù) 全隊進攻戰(zhàn)術(shù)是指比賽中一方獲得球后，通過隊員之間的傳遞配合達到射門的目的而采用的配合方法。與局部進攻戰(zhàn)術(shù)相比較，全隊進攻戰(zhàn)術(shù)的進攻面比較廣，參加進攻和快速反擊等。主要有邊路進攻，中路進攻，快速反擊等。 1、邊路進攻：利用球場兩側(cè)地區(qū)發(fā)起進攻的方法叫做邊路進攻。邊路進攻是全隊進攻戰(zhàn)術(shù)的主要形式

3、之一，其主要特點是有利于發(fā)揮進攻速度，打破對方防線制造缺口。 2、中路進攻：中路進攻是利用球場中間區(qū)域組織的進攻，這種進攻雖然能直接射門，但難度最大，因為中路防守最為嚴(yán)密，突前的攻擊手必須是反應(yīng)極其敏銳，意識強而且技術(shù)高，敢于冒險，速度快和善于路位策應(yīng)的隊員。 3、快速反擊：比賽中當(dāng)攻方進攻時，后衛(wèi)線往往壓至中場附近，防守人數(shù)也由于插上進攻和助攻而相對減少，此時抓住對方防區(qū)空隙比較大和回防較慢的機會，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

4、則很難在比賽中實施。 全隊防守戰(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，緊逼和保護相結(jié)合，在個人的防區(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。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)：保護是為了更好地緊逼和控制空檔，為贏得比賽準(zhǔn)備時機。防守可以被解釋成一個布置的事件。在清華設(shè)計地隊伍中它是使用一個類型，基于情況的策略布置理論。布置最重要的一點是在基本的編隊中，哪個確定一個隊員的位置通過標(biāo)準(zhǔn)的角色分配，球的位置和球的控制狀

5、態(tài)。在這個防守問題上，基本的信息提供作為一個標(biāo)準(zhǔn)，命名的，一個相同的角色，因為角色分配和任務(wù)評價。另外一個重要的事實是在防守的位置靈活性，這個測量多么危險，如果一個對手站在給定的位置。防守位置靈活性因為任意的點在球場上的是先前已經(jīng)知道在所有的隊友中間。 四種類型的防守動作： 1、lock(妨礙)：交叉一個對手的占有這個球在我們球門的外圍，阻止他向前推進。 2、Press(壓力)：跑，在一個對手占有這個球，并且在我們球門的附近，保持對他有威脅3、Mark(盯人)：盯住一個沒有球的對手，因此他的隊友不可以傳球給他4、Point Defend(位置防御)：站在基本的信息位置，這個將有好處，當(dāng)一個附近

6、的隊友在1vs1中失敗了，或者當(dāng)這個隊重新奪回了球的控制權(quán)。 為了簡化這個問題，我們設(shè)置一個規(guī)則，一個防守隊員不可以防守兩個對手在相同的時間里面，還有兩個防守隊友不應(yīng)該防守相同的對手。這個互斥的操作被提供在相同的這些情況下。這個沖突的操作沒有在這里使用。那里有一個二中擇一，就是block和press被設(shè)置成沖突，替代了互斥，提供一個不同的防守策略。因此另外一個也是可以的，我們不再進一步深入討論。在分解一個防守任務(wù)到防守每個進攻的對象，和站在基本的信息點，安排被產(chǎn)生通過鏈接每個防守隊員到每個子任務(wù)。那時候，這個程序到達一個評價個體的效用。 我們定義了一個評價函數(shù)為了每種類型的動作。這些變量被用來

7、每個評價函數(shù)的輸入：劇烈，測量時間間隔從隊員的當(dāng)前位置到防守位置，背離，測量距離從防守的點到隊員的基本的編隊位置，威脅，也就是這個防守位置靈活性對手當(dāng)前的位置。這個函數(shù)輸出增加隨著威脅和減小隨著距離和背離。為了點防守，只有威脅作為輸入。為了獲得每個函數(shù)的實際的值，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函數(shù)。這個值被小心的裝入來保持輕微的變化。在這個方式下，一個輸入和輸出的列表數(shù)據(jù)就生成了。 在清華設(shè)計中，他們使用BP網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)去編碼評價函數(shù)。這個列表產(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，因此評價函數(shù)就確定了，但我們隊

8、伍還在改進中。剩下的計劃到一個標(biāo)準(zhǔn)的程序現(xiàn)在上面和沒有需要更進一步的討論。還留下一個補救計劃的產(chǎn)生。有時候這個隊維持一致失敗了。例如，當(dāng)一個對手和兩個防守隊員的位置的距離相同，而且在相同的時間里面。編隊的點。這兩個安排將有相似的評價，這兩個防守隊員可能沖突。我們的設(shè)計利用這個絕對的反饋存在這個系統(tǒng)中。因為球?qū)⒈３忠苿釉谶@個比賽中，和對手必須向前移動去進攻，另外這個基本的信息位置或者防守的點將改變在下個周期。那里有一個小小的改變使得這兩個安排仍然保持相同的評價。一旦這兩個安排不同的時候足夠明顯為兩個防守隊員去分辨出來。這個預(yù)先防守隊員將執(zhí)行這個防守動作，更接近的移動到對手。然后另外一個將移動到另

9、外一個方向。因此，這個對照增加，這個系統(tǒng)提取一個狀態(tài)分離來自先前的進退兩難的局面。因此又可以完成一致了。 防守算法的實現(xiàn) 1、防守算法的初始想法 第一步：找球的位置，即時更新 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，且盡量傳給隊友；如果再罰球區(qū)外，可以適當(dāng)?shù)膸?，把球送往中場?如果不可踢，則進入第三步； 第三步：判斷自己是不是有責(zé)任去斷球： 有，則毫不猶豫的去斷球，斷球也要分區(qū)域，在罰球區(qū)，則要以全力跑過去斷球，如果身后有自己的隊友，則可以考慮鏟球，如果自己在進攻球員的后面（他已經(jīng)過了我），則要馬上從后面鏟球；

10、沒有，則要進行協(xié)防，進入第四步； 第四步：是協(xié)防，這步我覺得是最難的，因為這種情況太多了，現(xiàn)在只有大概的一點思想：還是要把后半場分區(qū)，針對各區(qū)采取各種mark策略第五步：根據(jù)隊形調(diào)整自己的位置 2、防守算法的實現(xiàn)流程： |->如果沒有開球： |  |->如果是本方開球且球員自己是9號： |  | |->如果球在可踢范圍：則以最大力把球kick出去； |  | |->如果球不可踢： 則搶斷； |  |->如果當(dāng)前隊形不是初始化隊形或者球員自己的實際位置偏離隊形規(guī)定位置（以下稱為策略位置）1m以上：則導(dǎo)入初始隊形，球員直接移到自

11、己的策略位置；   |  |->如果是7號或者8號：則準(zhǔn)備移動到9號kickto的點，并把頭轉(zhuǎn)向球； |  |->其他情況：則把身體對向（0，0），并把頭轉(zhuǎn)向球； |->如果已開球：則先導(dǎo)入防守的433隊形， |  |->如果球的信息不是最新的：則搜索球，并轉(zhuǎn)動頭以助以尋找； |  |->如果球在可踢范圍： |  | |->如果在球員自己的罰球區(qū)：則以最大力把球以相對安全的角度kick出罰球區(qū)； |  | |->如果在自己前方5m，角度為(-80，80)的扇形區(qū)域內(nèi)有對方球

12、員：則以最大力把球轉(zhuǎn)移，即ClearBall； |  | |->如果在自己前方5m，角度為(-80，80)的扇形區(qū)域內(nèi)沒有對方球員 ：則以不大的力把球kick出去； |  | |->其他：則帶球前進； |  |->如果球員自己是隊友中最快可以到達球的位置的球員，即球員自己最有責(zé)任斷球： |  | |->如果球正被對方帶向球門： |  | | |->如果球員自己和球的距離小于2。5m：則鏟球； |  | | |->否則：則加速跑向球； |  | |->否則：則搶斷； |  |

13、->如果球員自己的當(dāng)前位置偏離他的策略位置（1。5+(球員與球的距離)/10。0）m：則即時調(diào)整自己的位置； |  |->如果球員在自己的半場：則進入mark狀態(tài)， |  | |->如果球員在自己的罰球區(qū)內(nèi)：則采用 MARK_GOAL 的mark方法（防止被防球員接球射門）； |  | |->如果球員在自己罰球區(qū)兩側(cè)：則采用 MARK_BISECTOR 的mark方法（既防止被防球員接球，又防止其接球射門）； |  | |->在其他區(qū)域              ：則采用 MARK_BALL 的mark方法（防止被防球員接球）； |  |->如果球員自己與球