虚拟人足球比赛决策系统的建模与设计

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1、虚拟人足球比赛决策系统的建模与设计党璐DANGLu（西安建筑科技大学信息与控制工程学院，西安710055）（CollegeofInformationandControlEngineering，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China）摘要：本文通过建立虚拟人足球比赛决策系统的分层结构模型，提出了全局策略库与个体策略库结合使用的决策生成方法，使每个个体（Agent）能够同时具备自主判断能力和整体战略能力，从而实现足球比赛中球员的意识活动更加接近，达到了对足球比赛仿真的目的；对虚拟人的自主学习能力做了简要分

2、析，建立了基本的学习过程模型。以4-4-2阵型作为典型示例，分析了决策系统的可行性与有效性。Abstract：Throughthehierarchicalstructuremodelofdecision-makingsystemofvirtualhumansoccergame,thispaperproposesadecisionmakingmethodbythebinationofglobalstrategylibraryandindividualstrategylibrary,sothateachindividual(Agent)canalsohashisoentandtheov

3、erallstrategicability,thusrealizingthattheauchcloser,toachievesimulationpurposesofthesoccergame,theautonomouslearningabilityofthevirtualhumanisbrieflyanalyzed,andthebasicmodeloflearningprocessisestablished.Takingthe4-4-2formationastypicalexamples,thispaperanalyzesthefeasibilityandvalidityofdec

4、isionsystem..jyqkakingsystem；hierarchicalstructuremodel；multi-agent；strategylibrary；virtualhuman；simulation中图分类号：TP391.9文献标识码：A：1006-4311（2015）02-0188-030引言虚拟人足球比赛模拟就是主要依据现实足球比赛的场景进行的模拟活动，需要考虑的就是整个球队的战略思想和球员个体的思想活动。作为虚拟人足球比赛的“大脑”的决策系统的根本任务就是根据比赛场上的实际情况，对虚拟人的下一步的行为作出决策，而虚拟人就是按照该决策作出动作，以此达到最终的防守

5、或者进攻得分的目的，进而实现对真实球员活动的模拟和仿真。很大程度上决定了对现实足球比赛所进行的模拟和仿真的可靠程度。国内外对虚拟人足球比赛的研究相对较少，对虚拟人足球比赛决策系统研究更是少之又少，而与此对比的就是对机器人足球比赛仿真的研究相对较多，可以通过借鉴对机器人足球比赛研究中比较成熟的经验，设计出较为成熟的模型。为了解决机器人足球比赛中决策系统在虚拟人足球比赛决策系统中所存在的缺陷，本文提出了一系列的全新决策的生产方法，通过该决策最终指导虚拟人的动作。为了简化决策系统的设计，以此降低球员之间的耦合度，本文中的决策系统不考虑守门员的角色，只对其他的10名球员做出决策，并且这10

6、名球员的角色都是固定不变的，每名球员拥有三种任意的角色供自己选择，即后卫、中场、前锋三种角色，而且对于确定阵型下的球员之间所形成的协作关系也是固定不变的。1策略库虚拟人足球比赛决策系统的决策库主要包括两种，即全局策略库和个体策略库。1.1全局策略库全局策略作为球队的“大脑”，对整个球队的阵型和战略战术能够起到协调的作用。在全局策略库中所存在的一些信息，都可以成为决策系统做出决策时所参考的依据。其中，防守本位点主要是在某一阵型下每个球员的防守区域的重心下进行。1.2个体策略库个体决策库是根据角色制定的，不同的角色应该有着不同的个体策略库。因为各个角色之间的战术分配对象也是不一样的，例

7、如在4-4-2阵型中，球员之间的协作关系如图1所示。根据上述分析，不难看出，对不同的球员采取不同的个体策略库是很有必要的。每个个体决策库中存储了与球员角色相关的个体信息。本文中的决策系统对球队的10明球员（不包括守门员），分别有10个不同的个体策略库。由于每个球员都是一个独立的智能体（Agent），具有自主学习能力，其个体决策库是随着时间的推移而变化的。球员个体的学习过程如图2所示。虚拟人足球比赛如同现实足球比赛一样，场上的情况瞬息万变，错综复杂。为了能在这种复杂环境